JP4725748B2 - Parallel link mechanism - Google Patents

Parallel link mechanism Download PDF

Info

Publication number
JP4725748B2
JP4725748B2 JP2007267967A JP2007267967A JP4725748B2 JP 4725748 B2 JP4725748 B2 JP 4725748B2 JP 2007267967 A JP2007267967 A JP 2007267967A JP 2007267967 A JP2007267967 A JP 2007267967A JP 4725748 B2 JP4725748 B2 JP 4725748B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
rod
spring
case
compression
compression spring
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007267967A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2009097571A (en
Inventor
達彦 西田
秀明 中西
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Machinery Ltd
Original Assignee
Murata Machinery Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Murata Machinery Ltd filed Critical Murata Machinery Ltd
Priority to JP2007267967A priority Critical patent/JP4725748B2/en
Publication of JP2009097571A publication Critical patent/JP2009097571A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4725748B2 publication Critical patent/JP4725748B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Description

発明は、ボールジョイントを介して平行状に配された一対のリンクを含むパラレルリンクのリンク機構に関する。 The present invention relates to a link mechanism of a parallel link including a pair of links arranged in parallel via a ball joint .

従来より、産業用ロボット等の分野においては、所謂パラレルメカニズムと称される三次元的な自由度の高い動きを可能とする機構が広く知られている。例えばパラレルメカニズムが採用された産業用ロボットでは、複数本(多くは三本)のアームで把持要素となるハンド部が支持されており、これらアームがフレキシブルに動くことで、ハンド部の高精度且つ広範囲の動作を実現している。各アームとしては、上下端部がボールジョイントを介して平行状に連結された一対のリンクで構成されたものが知られており、両リンクはバネ装置により引っ張り付勢力が与えられている。詳しくは、リンクの端部に形成されたカップ状の受部に、両リンク間に介在するジョイントに形成された球状のボール部が係合しており、ボール部が受部から抜け外れることを目的として、両リンクの間に引っ張り付勢力を与えるバネ装置が装着されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, in the field of industrial robots and the like, a mechanism that enables a movement with a high degree of freedom in three dimensions called a so-called parallel mechanism is widely known. For example, in an industrial robot adopting a parallel mechanism, a plurality of (mostly three) arms support a hand part as a gripping element, and these arms move flexibly so that the hand part has high accuracy and high accuracy. A wide range of operation is realized. As each arm, there is known an arm composed of a pair of links whose upper and lower ends are connected in parallel via a ball joint, and both links are given a tensile biasing force by a spring device. Specifically, the cup-shaped receiving part formed at the end of the link is engaged with a spherical ball part formed in a joint interposed between the two links, and the ball part is detached from the receiving part. As a purpose, a spring device that applies a tensile biasing force is mounted between both links.

以上のようなリンク機構に適用されるバネ装置としては、引っ張りバネを付勢要素とするものがある(文献不詳)。しかし、引っ張りバネでは、両リンクが過度に広げられると、バネが伸びきる、すなわち付加方向(引っ張り方向)に塑性変形するおそれがある。また、引っ張りバネの両端とリンク等との間の連結部分が外れるおそれもある。   As a spring device applied to the link mechanism as described above, there is one that uses a tension spring as a biasing element (document unknown). However, in a tension spring, if both links are unfolded excessively, the spring may be fully extended, that is, may be plastically deformed in the additional direction (tensile direction). Moreover, there is a possibility that the connecting portion between the both ends of the tension spring and the link or the like is disengaged.

以上のような問題を解決し得るものとして、特許文献1には一個の圧縮バネを付勢要素とするバネ装置が記載されている。このバネ装置は、互いに隣り合って平行に変位できる第1のアングル装置を有する第1の引っ張り装置と、第2のアングル装置を有する第1の引っ張り装置と、これらアングル装置の間に配された圧縮バネとで構成される。そして、この圧縮バネに由来するリンクを近付ける方向に付勢する弾性付勢力により、ボールジョイントを構成するボール部に受部を押し付けて、ボール部から受部が抜け外れることを防止している。また、圧縮バネを付勢要素としたので、引っ張りバネにおいては避けることができなかった、バネの伸びきりや連結部分が外れるなどの問題も解消できる。   As a technique that can solve the above problems, Patent Document 1 describes a spring device that uses a single compression spring as an urging element. The spring device is arranged between the first tension device having a first angle device that can be displaced in parallel with each other, the first tension device having a second angle device, and the angle devices. It consists of a compression spring. Then, the receiving portion is pressed against the ball portion constituting the ball joint by the elastic biasing force that biases the link derived from the compression spring in the direction in which the link is approached, and the receiving portion is prevented from coming off from the ball portion. Further, since the compression spring is used as the biasing element, problems such as the extension of the spring and the disconnection of the connecting portion that could not be avoided in the tension spring can be solved.

特表2002−529258号公報JP-T-2002-529258

特許文献1に記載のバネ装置の問題は、圧縮バネのバネ定数を大きくして付勢力を大きくすると、ボール部が受部から外れ難くなるものの、その分だけ受部がボール部に強く押し付けられてしまい、結果としてリンク機構の通常の稼動状態でボール部または受部が摩耗し易くなることにある。また、受部にボール部が強く押し付けられるため、リンク機構を駆動するモータの負荷が大きくなり消費電力の増大を招く不利もある。逆に圧縮バネのバネ定数を小さくすると、受部やボール部の磨耗等を抑えることができるものの、リンク間に働く引っ張り付勢力が小さくなって、ボール部から受部が抜け外れるおそれがある。   The problem with the spring device described in Patent Document 1 is that when the spring constant of the compression spring is increased to increase the urging force, the ball portion is difficult to come off from the receiving portion, but the receiving portion is strongly pressed against the ball portion accordingly. As a result, the ball portion or the receiving portion is likely to be worn in the normal operating state of the link mechanism. In addition, since the ball portion is strongly pressed against the receiving portion, there is a disadvantage in that the load on the motor that drives the link mechanism is increased and power consumption is increased. Conversely, if the spring constant of the compression spring is reduced, wear of the receiving part and the ball part can be suppressed, but the tensile biasing force acting between the links is reduced, and the receiving part may come off from the ball part.

本発明の目的は、例えば被対象物間が適正な間隔距離に保たれている状態では、比較的に小さな引っ張り付勢力を発揮し、しかも被対象物間の間隔距離が大きくなると、大きな引っ張り付勢力を発揮するバネ装置を提供することにある。
すなわち、ボールジョイントを介して平行状に配された一対のリンクを備えるリンク機構に適用した場合を例にすると、リンクどうしが適正な間隔距離に保たれている状態では、両リンクに比較的に小さな引っ張り付勢力を与え、しかもリンクどうしの間隔距離が大きくなると、大きな引っ張り付勢力を与えて、ボール部からの受部の抜け外れを確実に防ぐことができるバネ装置を提供することにある。
また本発明の目的は、リンクどうしが適正な間隔距離に保たれている状態では、両リンクに比較的に小さな引っ張り付勢力を与え、しかもリンクどうしの間隔距離が大きくなると、大きな引っ張り付勢力を与えて、ボール部からの受部の抜け外れを確実に防ぐことができるリンク機構を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a relatively small pulling force in a state where the objects are kept at an appropriate distance, and when the distance between the objects is large, a large pulling force is obtained. The object is to provide a spring device that exerts power.
In other words, when applied to a link mechanism having a pair of links arranged in parallel via a ball joint, in the state where the links are kept at an appropriate distance, the links are relatively An object of the present invention is to provide a spring device that can apply a small tensile biasing force and can provide a large tensile biasing force when the distance between the links is increased to prevent the receiving portion from coming off from the ball portion.
Further, the object of the present invention is to provide a relatively small tensile biasing force to both links in a state where the links are maintained at an appropriate distance, and when the distance between the links increases, It is to provide a link mechanism that can reliably prevent the receiving portion from coming off from the ball portion.

本発明に係るパラレルリンクのリンク機構は、両端部がボールジョイントを介して平行状に配された一対のリンクと、これらリンクに引っ張り付勢力を与えることを目的として、両リンクの間に装着されたバネ装置とを備える。
前記バネ装置は、第1圧縮バネと、前記第1圧縮バネと直列状に配されて、該第1圧縮バネのバネ定数よりも小さなバネ定数を有する第2圧縮バネと、前記第2圧縮バネの圧縮限界を規制するためのストッパーとを備える。
前記バネ装置は、前記第1および第2圧縮バネが圧縮状態から自然長状態に戻ろうとする弾性付勢力を利用して、前記リンクの間に引っ張り付勢力を与えるものである。
そして、前記バネ装置は、前記第2圧縮バネが前記ストッパーにより圧縮限界に至るまでは、直列状に配された二つの前記圧縮バネの合成バネ定数に由来する引っ張り付勢力を前記リンクの間に与え、前記第2圧縮バネが圧縮限界に至ったのちは、前記第1圧縮バネのバネ定数に由来する引っ張り付勢力を前記リンクの間に与えるように構成されていることを特徴とする。
ここで言う「圧縮バネ」とは、圧縮された状態において軸方向の外向きに向かって付勢力を発揮する圧縮コイルバネを意味する。
The link mechanism of the parallel link according to the present invention is mounted between a pair of links for the purpose of giving a tensile biasing force to these links and a pair of links whose both ends are arranged in parallel via ball joints. Spring device.
The spring device includes a first compression spring, a second compression spring that is arranged in series with the first compression spring, and has a spring constant smaller than that of the first compression spring, and the second compression spring. And a stopper for regulating the compression limit.
The spring device applies a tensile biasing force between the links by using an elastic biasing force of the first and second compression springs to return from a compressed state to a natural length state.
The spring device is configured to apply a tensile biasing force derived from a combined spring constant of the two compression springs arranged in series between the links until the second compression spring reaches a compression limit by the stopper. In addition, after the second compression spring reaches the compression limit, a tensile biasing force derived from a spring constant of the first compression spring is applied between the links .
The term “compression spring” as used herein means a compression coil spring that exerts an urging force outward in the axial direction in a compressed state.

具体的には、本発明のパラレルリンクのリンク機構を構成するバネ装置は、前記第1圧縮バネが収容されて、一方のリンクに連結される筒状の第1ケースと、前記第2圧縮バネが収容されて、他方のリンクに連結される筒状の第2ケースと、一端側が前記第1ケースの一方に設けられたロッド孔を介して該第1ケース内に挿入され、他端側が前記第2ケースの一方に設けられたロッド孔を介して該第2ケース内に挿入されるロッドとを備える。
記第1圧縮バネは、前記第1ケースの前記ロッド孔を有する端壁の内面と、前記ロッドの一端部との間に、該ロッドに外嵌状態で組み付けられており、前記第2圧縮バネは、前記第2ケースの前記ロッド孔を有する端壁の内面と、前記ロッドの端部との間に、該ロッドに外嵌状態で組み付けられている。
前記第1および第2ケースは、前記ロッドの軸方向に往復移動可能に構成されている。
そして、前記第1および第2圧縮バネが、前記第1および第2ケースの端壁と前記ロッドの端部との対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮することで、前記リンク間に引っ張り付勢力を与えるように構成されている。
Specifically, in the spring device constituting the link mechanism of the parallel link of the present invention , the first compression spring is accommodated and the cylindrical first case connected to one of the links , and the second compression spring There is accommodated, it is inserted a tubular second case connected to the other link, through the rod hole has one end provided on one of the first case in the first case, the other end the and a rod which is inserted into the second case through a rod hole formed in one of the second case.
Before Symbol first compression spring, the inner surface of the end wall having the rod hole of the first case, between one end portion of the rod, is assembled in a fitted state in the rod, the second compression spring, the inner surface of the end wall having the rod hole of the second case, between one end of the rod, is assembled in the state fitted on the rod.
The first and second cases are configured to reciprocate in the axial direction of the rod.
The first and second compression springs exhibit an elastic biasing force that resists displacement movement in a direction in which the facing distance between the end walls of the first and second cases and the end of the rod is reduced. Thus, a tension biasing force is applied between the links .

前記第2圧縮バネを受け止める前記ロッドの一端部に、前記ストッパーを設けることができる。 The stopper may be provided at one end of the rod that receives the second compression spring .

前記第1ケース第2ケースとは、同一形状に形成することが好ましい。 The first case and the second case are preferably formed in the same shape.

本発明のパラレルリンクのリンク機構を構成するバネ装置は、前記第1圧縮バネと前記第2圧縮バネとが直列状に収容される筒状のケースと、前記ケースの軸方向の一側端に挿入されて、一方のリンクに連結される第1ロッドと、前記ケースの軸方向の他端側に挿入されて、他方のリンクに連結される第2ロッドとを備えるものとすることができる。
前記第1ロッドと第2ロッドとは、前記ケースの軸方向に往復移動可能に構成されており、前記ケースの軸方向の両端壁には、第1および第2ロッドの挿入を許すロッド孔が設けられている。前記第1および第2圧縮バネは、前記ケースの前記ロッド孔を有する端壁の内面と、前記ロッドの一端部との間に圧縮状に組み付けられている。
そして、前記第1および第2圧縮バネが、前記ケースの端壁と前記第1および第2ロッドの端部との対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮することで、前記被対象物間に引っ張り付勢力を与えるように構成されている。
Spring means constituting the parallel link of the link mechanism of the present invention comprises a first compression spring and the second compression spring and a cylindrical case which is accommodated in a serial manner, to one end of the axial direction of the case is inserted, a first rod connected to one link, is inserted into the other end side in the axial direction of the case can be made and a second rod connected to the other link.
Said first rod and the second rod is configured to be reciprocated in the axial direction of the case, the axial end walls of the case, the rod hole to allow insertion of the first and second rod Is provided. The first and second compression springs are assembled in a compressed manner between the inner surface of the end wall of the case having the rod hole and one end of the rod.
The first and second compression springs exhibit an elastic urging force that resists displacement movement in a direction in which the facing distance between the end wall of the case and the ends of the first and second rods decreases. Thus, a tension biasing force is applied between the objects .

前記第2ロッドに、前記ストッパーが設けることができる。 The stopper may be provided on the second rod .

本発明においては、第1圧縮バネと第2圧縮バネという互いに異なるバネ定数を有する二種のバネを直線状に配してバネ装置の付勢要素を構成したので、付勢要素全体のバネ定数としては、これら第1および第2圧縮バネの各々のバネ定数よりも、それを抑えることができる。つまり、第1圧縮バネのバネ定数をk1、第2圧縮バネのバネ定数をk2とすると、付勢要素の全体としては、(k1・k2)/(k1+k2)の合成バネ定数k0が得られる。より具体的にはk1を6(N/mm)、k2を3(N/mm)とすると、付勢要素全体としては2(N/mm)の合成バネ定数k0が得られる。加えて、バネ定数の小さな圧縮バネが圧縮限界に至ったときには、他方のバネ定数の大きな圧縮バネのみが圧縮されるため、付勢要素のバネ定数が当該他方のバネ定数(k1)と一致することとなり、結果としてバネ定数の増加を図って(k0→k1)、バネ装置は大きな引っ張り付勢力を発揮するものとなる。   In the present invention, since the biasing element of the spring device is configured by linearly arranging two types of springs having different spring constants, the first compression spring and the second compression spring, the spring constant of the entire biasing element. As such, it can be suppressed more than the spring constant of each of the first and second compression springs. That is, if the spring constant of the first compression spring is k1 and the spring constant of the second compression spring is k2, the combined spring constant k0 of (k1 · k2) / (k1 + k2) is obtained as the whole biasing element. More specifically, when k1 is 6 (N / mm) and k2 is 3 (N / mm), a combined spring constant k0 of 2 (N / mm) is obtained for the entire biasing element. In addition, when the compression spring having a small spring constant reaches the compression limit, only the compression spring having the other spring constant is compressed, so that the spring constant of the biasing element matches the other spring constant (k1). As a result, the spring constant is increased (k0 → k1), and the spring device exhibits a large tensile biasing force.

したがって、被対象物(リンク)が適正な間隔距離に保たれているときには、これら被対象物に第1圧縮バネと第2圧縮バネの各々のバネ定数よりも低い合成バネ定数(k0)で付勢要素の引っ張り付勢力が発揮される。被対象物(リンク)の間隔距離が大きくなり、しかも一方の圧縮バネが圧縮限界に至ったときには、他方のバネ定数の大きな圧縮バネに由来する大きな引っ張り付勢力が発揮される。 Therefore, when the objects (links) are kept at an appropriate distance, these objects are attached with a combined spring constant (k0) lower than the spring constants of the first compression spring and the second compression spring. The pulling force of the force element is demonstrated. When the distance between the objects (links) increases and one compression spring reaches the compression limit, a large pull biasing force derived from the other compression spring having a large spring constant is exhibited.

しかるに、本発明に係るパラレルリンクのリンク機構は、リンクどうしが適正な間隔距離に保たれている状態においては、両リンクに比較的に小さな引っ張り付勢力を与え、しかもリンクどうしの間隔距離が大きくなると、大きな引っ張り付勢力を与えてボール部からの受部の抜け外れを確実に防ぐことができる。すなわち、リンク機構を構成するリンク(被対象物)が適正な間隔距離に保たれている状態では、これらリンクに第1圧縮バネと第2圧縮バネの各々のバネ定数よりも低い合成バネ定数(k0)で付勢要素の引っ張り付勢力が発揮され、両リンクに作用する引っ張り力を抑えてボールジョイントのボール部に対する受部の押し付け力を抑えることができる。したがって、ボール部または受部が摩耗することを効果的に防止することができる。リンク機構を駆動するモータなどの駆動機構が要する負荷を抑えることができるので、消費電力が不必要に増加することも防止できる。一方、両リンクを離間させる方向へ外力が加わって、リンクどうしの間隔距離が大きくなると、他方のバネ定数の大きな圧縮バネに由来する大きな引っ張り付勢力が発揮されるため、ボール部からの受部の抜け外れを確実に防止できる。 However, in the link mechanism of the engaging Rupa Parallel link with the present invention, in a state where the link each other is kept in a proper gap distance, giving a relatively small tensile biasing force to both links, yet spacing the links with each other As the distance increases, a large pulling force can be applied to reliably prevent the receiving part from coming off from the ball part. That is, in a state where the links (objects) constituting the link mechanism are maintained at an appropriate interval distance, the composite spring constants (lower than the spring constants of the first compression spring and the second compression spring) are applied to these links. At k0), the tension biasing force of the biasing element is exerted, and the pressing force of the receiving portion against the ball portion of the ball joint can be suppressed by suppressing the tension force acting on both links. Therefore, it is possible to effectively prevent the ball portion or the receiving portion from being worn. Since a load required by a driving mechanism such as a motor for driving the link mechanism can be suppressed, it is possible to prevent an unnecessary increase in power consumption. On the other hand, when an external force is applied in the direction in which both links are separated and the distance between the links increases, a large pull biasing force derived from the other compression spring having a large spring constant is exerted. Can be reliably prevented from coming off.

第1圧縮バネが第1ケースのロッド孔を有する端壁の内面とロッドの一端部との間に圧縮状態で組み付けられており、第2圧縮バネが第2ケースのロッド孔を有する端壁の内面とロッドの他端部との間に圧縮状態で組み付けられているバネ装置によれば、ケース内に収容された状態で圧縮バネを伸縮動作させることができるので、圧縮バネがロッドの軸方向から抜け外れるのを防止して、適正な引っ張り付勢力を被対象物に与えることができる。圧縮バネに対する塵埃の付着に由来する動作不良の発生を確実に防ぐことができる点でも優れている。   The first compression spring is assembled in a compressed state between the inner surface of the end wall having the rod hole of the first case and one end of the rod, and the second compression spring is attached to the end wall of the end wall having the rod hole of the second case. According to the spring device assembled in a compressed state between the inner surface and the other end of the rod, the compression spring can be expanded and contracted while being accommodated in the case. It is possible to prevent the object from coming off, and to apply an appropriate tensile biasing force to the object. It is also excellent in that it is possible to reliably prevent the occurrence of malfunction due to dust adhering to the compression spring.

ロッドの少なくとも一側端部に、第1圧縮バネおよび/又は第2圧縮バネの圧縮限界を規制するストッパーが設けられていると、圧縮バネが過剰に圧縮されて弾性を喪失する、いわゆる降伏点を越える危険性を回避できる。バネ定数の小さな圧縮バネの圧縮限界を確実に規定することができるため、付勢要素が合成バネ定数から大きな圧縮バネのバネ定数に移る移行点の制御が可能となり、バネ装置をより確実に作動させることができる。   A so-called yield point where the compression spring is over-compressed and loses its elasticity when a stopper that restricts the compression limit of the first compression spring and / or the second compression spring is provided at at least one end of the rod. Can avoid the danger of exceeding. Since the compression limit of a compression spring with a small spring constant can be defined reliably, it is possible to control the transition point where the biasing element moves from the composite spring constant to the spring constant of a large compression spring, and the spring device operates more reliably. Can be made.

第1ケースおよび第2ケースとが同一形状に形成されていると、両ケースを共通部品化して、バネ装置の製造コストの低減化を図ることができる。   If the first case and the second case are formed in the same shape, both cases can be made into a common part, and the manufacturing cost of the spring device can be reduced.

第1および第2圧縮バネが、ケースのロッド孔を有する端壁の内面とロッドの一端部との間に圧縮状に組み付けられているバネ装置によれば、ケース内に収容された状態で圧縮バネを伸縮動作させることができるので、圧縮バネがロッドの軸方向から抜け外れるのを防止して、常に適正な引っ張り付勢力を被対象物に与えることができる。圧縮バネに対する塵埃の付着に由来する動作不良の発生を確実に防ぐことができる点でも優れている。   According to the spring device in which the first and second compression springs are compressed and assembled between the inner surface of the end wall having the rod hole of the case and one end of the rod, the first and second compression springs are compressed in a state of being accommodated in the case. Since the spring can be expanded and contracted, it is possible to prevent the compression spring from coming off from the axial direction of the rod, and to always apply an appropriate tensile biasing force to the object. It is also excellent in that it is possible to reliably prevent the occurrence of malfunction due to dust adhering to the compression spring.

第1ロッドおよび第2ロッドのそれぞれに、第1圧縮バネおよび/又は第2圧縮バネの圧縮限界を規制するストッパーが設けられていると、圧縮バネが過剰に圧縮されて弾性を喪失する、いわゆる降伏点を越える危険性を回避できる。バネ定数の小さな圧縮バネの圧縮限界を確実に規定することができるため、付勢要素が合成バネ定数から大きな圧縮バネのバネ定数に移る移行点の制御が可能となり、バネ装置をより確実に作動させることができる。   If each of the first rod and the second rod is provided with a stopper that restricts the compression limit of the first compression spring and / or the second compression spring, the compression spring is excessively compressed and loses elasticity. The risk of exceeding the yield point can be avoided. Since the compression limit of a compression spring with a small spring constant can be defined reliably, it is possible to control the transition point where the biasing element moves from the composite spring constant to the spring constant of a large compression spring, and the spring device operates more reliably. Can be made.

第1ロッドと第2ロッドとが同一形状に形成されていると、両ロッドを共通部品化して、バネ装置の製造コストの低減化を図ることができる。   If the 1st rod and the 2nd rod are formed in the same shape, both rods can be made into common parts, and reduction of the manufacturing cost of a spring device can be aimed at.

(第1実施形態) 図1ないし図6に、本発明に係るリンク機構を産業用ロボットのパラレルメカニズムに適用した第1実施形態を示す。このパラレルメカニズム1は、図3および図4に示すように、天井やレール等に吊下げ支持されるベース2と、ベース2に連結された三本のアーム6と、各アーム6の遊端に連結されたリンク機構3と、これらリンク機構3の下端に支持された操作部4とを有する。操作部4には、ワークに対する把持要素となるハンド部などが装着される。各アーム6は、ベース2に設けられた駆動モータ5によってそれぞれ独立して駆動される。ベース2には、ユニバーサルジョイントを介して回転軸8が伸びており、この回転軸8によりハンド部は回転操作される。 (First Embodiment) FIGS. 1 to 6 show a first embodiment according to the engaging Ruri link mechanism parallel mechanism of the industrial robot to the present invention. As shown in FIGS. 3 and 4, the parallel mechanism 1 includes a base 2 suspended and supported on a ceiling, a rail, and the like, three arms 6 connected to the base 2, and free ends of the arms 6. It has the link mechanism 3 connected, and the operation part 4 supported by the lower end of these link mechanisms 3. The operation unit 4 is attached with a hand unit that is a gripping element for the workpiece. Each arm 6 is independently driven by a drive motor 5 provided on the base 2. A rotating shaft 8 extends from the base 2 via a universal joint, and the hand portion is rotated by the rotating shaft 8.

各リンク機構3は、平行状に配置された一対のリンク7・7を備え、これらリンク7・7は、上端部と下端部とに配された計四組のボールジョイント9により連結されている。図1において符号10は、上端および下端のボールジョイント9・9どうしを繋ぐジョイント部材を示す。上端側のジョイント部材10はアーム6の遊端に設けられ、下端側のジョイント部材10は操作部4に設けられる。   Each link mechanism 3 includes a pair of links 7 and 7 arranged in parallel, and these links 7 and 7 are connected by a total of four ball joints 9 arranged at the upper end and the lower end. . In FIG. 1, the code | symbol 10 shows the joint member which connects the ball joints 9 and 9 of an upper end and a lower end. The joint member 10 on the upper end side is provided at the free end of the arm 6, and the joint member 10 on the lower end side is provided in the operation unit 4.

図1に示すように、各ボールジョイント9は、ジョイント部材10の端部に設けた球状のボール部11と、リンク7の端部に形成されたカップ状の受部12とで構成される。受部12の凹面12aは、両リンク7・7において向かい合う内面側に形成されており、正常状態においてボール部11の約半分が受部12を受け止められる。   As shown in FIG. 1, each ball joint 9 includes a spherical ball portion 11 provided at the end portion of the joint member 10 and a cup-shaped receiving portion 12 formed at the end portion of the link 7. The concave surface 12a of the receiving portion 12 is formed on the inner surfaces facing each other in both links 7 and 7, and about half of the ball portion 11 receives the receiving portion 12 in a normal state.

各ジョイント部材10よりもリンク7・7の長さ方向の中央寄りに、両リンク7・7に引っ張り付勢力を与えるバネ装置15が装着される。図2および図5に示すように、各バネ装置15は、第1および第2ケース16・17と、第1および第2圧縮バネ19・20と、両ケース16・17の間に配された1本のロッド21などで構成される。詳しくは、各バネ装置15は、左側のリンク7に対して軸36Lまわりに揺動可能に連結された第1ケース16と、右側のリンク7に対して軸36Rまわりに揺動可能に連結された第2ケース17と、第1ケース16の内部に収容された第1圧縮バネ19と、第2ケース17の内部に収容された第2圧縮バネ20と、一端側が第1ケース16内に挿入され、他端側が第2ケース17内に挿入されるロッド21などで構成される。図2および図5に示すように、第1ケース16および第2ケース17は、左右内方側に開口部を有する有底円筒状を呈しており、これらケース16・17の開口部には、ロッド21の挿入を許すロッド孔23a・24aを備える円盤状の封口部材23・24がビス25により固定されている。この封口部材23・24によりケース16・17の端壁が構成される。両圧縮バネ19・20は、圧縮コイルスプリングであり、図2に示すような組み付け状態において、ロッド21に外嵌状に装着される。   A spring device 15 that applies a pulling urging force to the links 7 and 7 is attached closer to the center in the length direction of the links 7 and 7 than the joint members 10. As shown in FIGS. 2 and 5, each spring device 15 is arranged between the first and second cases 16, 17, the first and second compression springs 19, 20, and both cases 16, 17. It is composed of one rod 21 or the like. Specifically, each spring device 15 is connected to the left case 7 so as to be swingable around the shaft 36L and to the right link 7 so as to be swingable around the shaft 36R. The second case 17, the first compression spring 19 housed in the first case 16, the second compression spring 20 housed in the second case 17, and one end side inserted into the first case 16. The other end side is constituted by a rod 21 or the like inserted into the second case 17. As shown in FIGS. 2 and 5, the first case 16 and the second case 17 have a bottomed cylindrical shape having openings on the left and right inner sides, and the openings of the cases 16 and 17 include Disc-shaped sealing members 23 and 24 having rod holes 23 a and 24 a that allow insertion of the rod 21 are fixed by screws 25. The sealing members 23 and 24 constitute end walls of the cases 16 and 17. Both compression springs 19 and 20 are compression coil springs, and are attached to the rod 21 in an outer fitting state in the assembled state as shown in FIG.

ロッド21は、横長のロッド本体22と、ロッド本体22の左右端部にビス26により締結固定されるエンド金具27・28とで構成される。エンド金具27・28の端部にはフランジ部27a・28aが設けられており、組み付け状態において、第1圧縮バネ19は、エンド金具27のフランジ部27aと、第1ケース16の端壁(封口部材23)の内面との間に圧縮状態で保持される。第2圧縮バネ20は、エンド金具28のフランジ部28aと第2ケース17の端壁(封口部材)24の内面との間に圧縮状態で保持される。   The rod 21 includes a horizontally long rod body 22 and end fittings 27 and 28 fastened and fixed to the left and right ends of the rod body 22 by screws 26. Flange portions 27a and 28a are provided at the end portions of the end fittings 27 and 28. In the assembled state, the first compression spring 19 is connected to the flange portion 27a of the end fitting 27 and the end wall (sealing) of the first case 16. It is held in a compressed state between the inner surface of the member 23). The second compression spring 20 is held in a compressed state between the flange portion 28 a of the end fitting 28 and the inner surface of the end wall (sealing member) 24 of the second case 17.

エンド金具27・28のロッド本体22との連結部分の外周面のそれぞれには、圧縮バネ19・20の圧縮限界を規制するリング状のストッパー31・31が張り出し形成されている。ストッパー31・31の外径寸法は、封口部材23・24のロッド孔23a・24aの内径寸法よりも大きく設定されている。しかるに、リンク7・7どうしの対向間隔距離が大きくなって、圧縮バネ19・20が圧縮操作されたとき、ストッパー31・31が封口部材23・24の内面に先当りすることで、圧縮バネ19・20の圧縮限界が規制される。   Ring-shaped stoppers 31 and 31 for restricting the compression limit of the compression springs 19 and 20 are formed on the outer peripheral surfaces of the connecting portions of the end fittings 27 and 28 with the rod body 22 so as to protrude. The outer diameter of the stoppers 31 and 31 is set larger than the inner diameter of the rod holes 23a and 24a of the sealing members 23 and 24. However, when the spacing distance between the links 7 and 7 becomes large and the compression springs 19 and 20 are compressed, the stoppers 31 and 31 come into contact with the inner surfaces of the sealing members 23 and 24, so that the compression spring 19 • 20 compression limits are regulated.

図5に示すように、封口部材23・24のロッド孔23a・24aの内周面には、小径のリング32が装着されている。また、エンド金具27・28のフランジ27a・28aの外周面には、大径のリング33が装着されている。これらリング32がロッド本体22の外周面に接触するとともに、リング33がケース16・17の筒壁内面に接触することで、ロッド21に対する往復移動時におけるケース16・17のがたつきを防止できる。また、ロッド孔23a・24aの内周面にリング32を装着してあると、ケース16・17内への塵埃進入効果も期待できる。これらリング32・33はシリコンゴムなどの弾性素材からなる。   As shown in FIG. 5, a small-diameter ring 32 is attached to the inner peripheral surfaces of the rod holes 23 a and 24 a of the sealing members 23 and 24. Further, a large-diameter ring 33 is attached to the outer peripheral surfaces of the flanges 27a and 28a of the end fittings 27 and 28. These rings 32 are in contact with the outer peripheral surface of the rod body 22 and the ring 33 is in contact with the inner surface of the cylindrical wall of the cases 16 and 17, thereby preventing rattling of the cases 16 and 17 during reciprocating movement relative to the rod 21. . Further, if the ring 32 is mounted on the inner peripheral surfaces of the rod holes 23a and 24a, the effect of dust entry into the cases 16 and 17 can be expected. These rings 32 and 33 are made of an elastic material such as silicon rubber.

第1ケース16の底壁16aには、雄ネジ部34が外向きに突設されており、雄ネジ部34をブラケット35Lに設けた貫通孔35aに挿通したうえで、雄ネジ部34にナット39を締め込むことで、第1ケース16の外側面にブラケット35Lが固定されている。同様の手順により、第2ケース17の外側面にブラケット35Rが固定されている。   The bottom wall 16a of the first case 16 has a male threaded portion 34 projecting outward. The male threaded portion 34 is inserted into a through hole 35a provided in the bracket 35L, and the male threaded portion 34 has a nut. By tightening 39, the bracket 35 </ b> L is fixed to the outer surface of the first case 16. The bracket 35R is fixed to the outer surface of the second case 17 by the same procedure.

第1ケース16と第2ケース17、或いは封口部材23・24は同一形状に形成されており、共通部品化されている。また、ロッド21のエンド金具27・28も同一形状に形成されていて、共通部品化されている。このように各種部品を共通部品化することで、部品管理の手間が軽減され、バネ装置15の全体コストの低減化に貢献できる。   The first case 16 and the second case 17 or the sealing members 23 and 24 are formed in the same shape and are made into common parts. Further, the end fittings 27 and 28 of the rod 21 are also formed in the same shape and are made into common parts. Thus, by making various parts into common parts, the trouble of parts management is reduced, and it can contribute to the reduction of the overall cost of the spring device 15.

そのうえで、本実施形態においては、互いにバネ定数の異なる圧縮バネ19・20を採用した点が着目される。すなわち、両圧縮バネ19・20は、線材径が異なる、或いは巻数の異なるものであり、要はバネ定数の異なるものとしている。この第1実施形態では、第1圧縮バネ19のバネ定数(k1)を第2圧縮バネ20のバネ定数(k2)よりも大きくした。   In addition, in this embodiment, it is noted that the compression springs 19 and 20 having different spring constants are employed. That is, the compression springs 19 and 20 have different wire diameters or different numbers of turns, and the main points are different spring constants. In the first embodiment, the spring constant (k1) of the first compression spring 19 is made larger than the spring constant (k2) of the second compression spring 20.

以上のような構成からなるバネ装置15においては、第1圧縮バネ19が、ロッド21のエンド金具27のフランジ部27aの内面と第1ケース16の端壁(封口部材23)との間を押し広げるように付勢し、また、第2圧縮バネ20が、ロッド21のエンド金具228のフランジ部28aの内面と第2ケース17の端壁(封口部材24)17aとの間を押し広げるように付勢する。つまり、ケース16・17内への組み付け状態において、第1圧縮バネ19が、第1ケース16の端壁(封口部材23)とロッド21のエンド金具7のフランジ部27aとの対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮し、第2圧縮バネ20が、第2ケース17の端壁(封口部材24)とロッド21のエンド金具28のフランジ部28aとの対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮する。以上のような第1・第2圧縮バネ19・20の弾性付勢力により、リンク7・7の間に組み付けられたバネ装置15は、両リンク7・7の間隔距離が小さくなる方向に引っ張り付勢力を発揮し、これにより、ボールジョイント9の受部12をボール部11に押し付けて、該ボール部11から受部12が抜け外れることを防いでいる。以上より、各リンク機構3を構成する両リンク7・7は、ジョイント部材10を介して互いに平行となる状態に維持され、また、ボールジョイント9を支点に上下方向および横方向への複合的な揺動が可能になる。   In the spring device 15 configured as described above, the first compression spring 19 pushes between the inner surface of the flange portion 27a of the end fitting 27 of the rod 21 and the end wall (sealing member 23) of the first case 16. The second compression spring 20 is urged to spread, and the second compression spring 20 pushes between the inner surface of the flange portion 28a of the end fitting 228 of the rod 21 and the end wall (sealing member 24) 17a of the second case 17. Energize. That is, in the assembled state in the cases 16, 17, the first compression spring 19 has a small facing distance between the end wall (sealing member 23) of the first case 16 and the flange portion 27 a of the end fitting 7 of the rod 21. The second compression spring 20 exerts an elastic urging force that resists displacement movement in the direction in which the end wall 28 of the second case 17 (sealing member 24) faces the flange portion 28a of the end fitting 28 of the rod 21. It exerts an elastic biasing force that resists displacement movement in the direction of decreasing. Due to the elastic biasing force of the first and second compression springs 19 and 20 as described above, the spring device 15 assembled between the links 7 and 7 is pulled in the direction in which the distance between the links 7 and 7 is reduced. By exerting a force, the receiving portion 12 of the ball joint 9 is pressed against the ball portion 11 to prevent the receiving portion 12 from coming off from the ball portion 11. As described above, both the links 7 and 7 constituting each link mechanism 3 are maintained in a state of being parallel to each other via the joint member 10 and are combined in the vertical and lateral directions with the ball joint 9 as a fulcrum. Oscillation is possible.

以上のような組み付け状態から、外力が加わり、リンク7・7どうしの間隔距離が押し広げられると、圧縮バネ19・20はさらに圧縮されていく。このときの圧縮バネ19・20の縮み代は、バネ定数の大きな第1圧縮バネ19が小さく、バネ定数の小さな第2圧縮バネ20では大きい。したがって、第2ケース17の端壁(封口部材24)がエンド金具28のストッパー31に先当りし、第1圧縮バネ19に先立って、第2圧縮バネ20は圧縮限界に至る。このように第2圧縮バネ20が圧縮限界に至ったのちに、さらにリンク7・7に外力が加わって両者7・7間の間隔距離が大きくなると、第1圧縮バネ19のみが圧縮されていく。なお、この第1圧縮バネ19の圧縮限界もロッド21のストッパー31で規制される   When an external force is applied from the assembled state as described above and the distance between the links 7 and 7 is increased, the compression springs 19 and 20 are further compressed. The compression allowance of the compression springs 19 and 20 at this time is large for the first compression spring 19 having a large spring constant and small for the second compression spring 20 having a small spring constant. Therefore, the end wall (sealing member 24) of the second case 17 comes into contact with the stopper 31 of the end fitting 28, and the second compression spring 20 reaches the compression limit before the first compression spring 19. After the second compression spring 20 reaches the compression limit in this manner, when an external force is further applied to the links 7 and 7 and the distance between the two compression points 7 and 7 is increased, only the first compression spring 19 is compressed. . The compression limit of the first compression spring 19 is also regulated by the stopper 31 of the rod 21.

次に、リンク7・7の間隔距離の変化に応じたバネ装置15のバネ定数の変化、換言すればバネ装置15の引っ張り付勢力の変化について、図6を使って説明する。図6において、X0はリンク7・7間へバネ装置15の取り付け時(初期状態)における付勢要素の圧縮量(変位量)を示す。つまり、リンク7・7間にバネ装置15を装着した初期状態において、X0だけバネ19・20は圧縮されており、このときバネ装置15はF0の引っ張り付勢力を発揮する。このときの第1圧縮バネ19と第2圧縮バネ20とで構成される付勢要素全体の合成バネ定数(k0)は、圧縮バネ19・20個別のバネ定数(k1・k2)よりも小さなものとなる。すなわち、直列状に配置された二本の圧縮バネの合成バネ定数(k0)は、(k1・k2)/(k1+k2)で表されるため、例えば、第1圧縮バネ19のバネ定数を6(N/mm)、第2圧縮バネ20のバネ定数を3(N/mm)とすると、バネ装置15の全体としては、2(N/mm)の合成バネ定数(k0)が得られる。   Next, the change in the spring constant of the spring device 15 according to the change in the distance between the links 7 and 7, in other words, the change in the pulling force of the spring device 15 will be described with reference to FIG. In FIG. 6, X0 indicates the compression amount (displacement amount) of the urging element when the spring device 15 is attached between the links 7 and 7 (initial state). That is, in the initial state in which the spring device 15 is mounted between the links 7 and 7, the springs 19 and 20 are compressed by X0, and at this time, the spring device 15 exerts a tensile biasing force of F0. At this time, the combined spring constant (k0) of the entire urging element composed of the first compression spring 19 and the second compression spring 20 is smaller than the individual spring constants (k1 and k2) of the compression springs 19 and 20. It becomes. That is, since the combined spring constant (k0) of the two compression springs arranged in series is represented by (k1 · k2) / (k1 + k2), for example, the spring constant of the first compression spring 19 is 6 ( N / mm) and the spring constant of the second compression spring 20 is 3 (N / mm), the combined spring constant (k0) of 2 (N / mm) is obtained for the spring device 15 as a whole.

したがって、以上のような初期状態においては、バネ装置15の付勢要素は、個々の圧縮バネ19・20のバネ定数(k1・k2)よりも小さな合成バネ定数(k0)を有しており、当該小さな合成バネ定数(k0)に由来する小さな引っ張り付勢力をリンク7・7間に与える。これにて、両リンク7・7に作用する引っ張り力を抑えてボールジョイント9のボール部11に対する受部12の押し付け力を抑えることができるので、ボール部11または受部12が摩耗することを効果的に防止することができる。また、リンク機構3を駆動するモータ5などの駆動機構が要する負荷を抑えることができるので、消費電力の不必要な増加を防止できる利点もある。また、以上のような合成バネ定数(k0)に由来する小さな引っ張り付勢力は、端壁(封口部材)24がストッパー31に接触して、第2圧縮バネ20が圧縮限界に至るまで持続される(図6のX1)。なお、図6においてX1は、第2圧縮バネ20が圧縮限界に至ったときの付勢要素全体の変位量を示している。   Therefore, in the initial state as described above, the biasing element of the spring device 15 has a composite spring constant (k0) smaller than the spring constants (k1 and k2) of the individual compression springs 19 and 20. A small tensile biasing force derived from the small composite spring constant (k0) is applied between the links 7 and 7. As a result, the pulling force acting on both links 7 and 7 can be suppressed and the pressing force of the receiving portion 12 against the ball portion 11 of the ball joint 9 can be suppressed, so that the ball portion 11 or the receiving portion 12 is worn. It can be effectively prevented. In addition, since the load required by a drive mechanism such as the motor 5 that drives the link mechanism 3 can be suppressed, there is an advantage that an unnecessary increase in power consumption can be prevented. Further, the small pull biasing force derived from the composite spring constant (k0) as described above is maintained until the end wall (sealing member) 24 contacts the stopper 31 and the second compression spring 20 reaches the compression limit. (X1 in FIG. 6). In FIG. 6, X1 indicates the amount of displacement of the entire biasing element when the second compression spring 20 reaches the compression limit.

この状態からさらにリンク7・7に外力が加わって、両者7・7間の間隔距離が大きくなると、第1圧縮バネ19のみが圧縮されていく。この状態では、第1圧縮バネ19の大きなバネ定数(k1)に由来する大きな引っ張り付勢力が発揮される。図6において変位量X2は、ボール部11から受部12が外れるときの変位量を示している。このとき、バネ定数がk0の場合(図6において破線で示す)には、F1の外力でボール部11から受部12が抜け外れてしまうのに対して、バネ定数がk1の場合には、F2の外力が作用するまでボール部11から受部12が抜け外れることがない。これにて、ボール部11からの受部12の抜け外れを確実に防止できる。   When an external force is further applied to the links 7 and 7 from this state and the distance between the two 7 and 7 is increased, only the first compression spring 19 is compressed. In this state, a large tensile biasing force derived from the large spring constant (k1) of the first compression spring 19 is exhibited. In FIG. 6, the displacement amount X <b> 2 indicates the displacement amount when the receiving portion 12 is detached from the ball portion 11. At this time, when the spring constant is k0 (indicated by a broken line in FIG. 6), the receiving portion 12 is detached from the ball portion 11 by the external force of F1, whereas when the spring constant is k1, The receiving portion 12 does not come off from the ball portion 11 until the external force F2 is applied. Thereby, it is possible to reliably prevent the receiving portion 12 from coming off from the ball portion 11.

以上のように、本実施形態に係るバネ装置15によれば、通常の使用状態においては弱い引っ張り付勢力を発揮し、リンク7・7の間隔距離が大きくなると、大きな引っ張り付勢力を発揮する。したがって、このバネ装置15によれば、通常の使用状態におけるボール部11や受部12等の摩耗防止と、ボール部11からの受部12の抜け外れの防止という相反する課題を同時に解決することができる。   As described above, according to the spring device 15 according to the present embodiment, a weak tensile biasing force is exhibited in a normal use state, and a large tensile biasing force is exhibited when the distance between the links 7 and 7 is increased. Therefore, according to the spring device 15, the conflicting problems of preventing the wear of the ball part 11 and the receiving part 12 in the normal use state and preventing the receiving part 12 from coming off from the ball part 11 can be solved simultaneously. Can do.

(第2実施形態) 図7ないし図9は、本発明に係るリンク機構を産業用ロボットのパラレルメカニズムに適用した第2実施形態を示す。第2実施形態のバネ装置15は、図7および図8に示すように、第1圧縮バネ19と第2圧縮バネ20とが直列状に収容される筒状のケース40と、該ケース40の左端から挿入されて、左側のリンク7にブラケット35Lを介して連結される第1ロッド41と、該ケース40の右端から挿入されて、右側のリンク7にブラケット35Rを介して連結される第2ロッド42とを有する。これら第1ロッド41と第2ロッド42とは、ケース40の軸方向に往復移動可能に構成されている。図9に示すように、ケース40の左端には、第1ロッド41の挿入を許すロッド孔43aを有する封口部材43がビス46により固定されており、ケース40の右端には、第2ロッド42の挿入を許すロッド孔44aを有する端壁44がビス46により固定されている。 (Second Embodiment) FIGS. 7 to 9 show a second embodiment applying the engaging Ruri link mechanism parallel mechanism of the industrial robot to the present invention. As shown in FIGS. 7 and 8, the spring device 15 according to the second embodiment includes a cylindrical case 40 in which a first compression spring 19 and a second compression spring 20 are accommodated in series, and the case 40. A first rod 41 inserted from the left end and connected to the left link 7 via a bracket 35L, and a second rod inserted from the right end of the case 40 and connected to the right link 7 via a bracket 35R. Rod 42. The first rod 41 and the second rod 42 are configured to be able to reciprocate in the axial direction of the case 40. As shown in FIG. 9, a sealing member 43 having a rod hole 43 a allowing insertion of the first rod 41 is fixed to the left end of the case 40 with a screw 46, and a second rod 42 is attached to the right end of the case 40. An end wall 44 having a rod hole 44 a that allows insertion of the screw is fixed by a screw 46.

図9に示すように、第1ロッド41は、円柱形のロッド本体41aと、ロッド本体41aの一端側に張り出し形成されたフランジ部41bとを有し、他端側にボルト50用のねじ穴41cが形成されている。ロッド本体41aの軸方向の中央部には、対向するケース40の端壁(封口部材43)の内面に接触して、第1圧縮バネ19の圧縮限界を規制するためのストッパー41dが張り出し形成されている。第2ロッド42は第1ロッド41と同形状であり、ロッド本体42a、フランジ部42b、ねじ穴42cおよびストッパー42dを備えている。圧縮バネ19・20をロッド本体41a・42aに外嵌状に装着したうえで、ブラケット35L・35Rの貫通孔35aとロッド孔43a・44aとを介して、外方向からボルト50をケース40内に挿入し、ボルト50の雄ねじ部50aをねじ穴41c・42cに螺合させることにより、ブラケット35L・35Rとロッド41・42とは連結されている。その他の構成は先の第1実施形態と同様であるので、同一の部材には同一の符号を付して、その説明を省略する。   As shown in FIG. 9, the first rod 41 has a cylindrical rod body 41 a and a flange portion 41 b that projects from one end of the rod body 41 a, and a screw hole for the bolt 50 on the other end. 41c is formed. A stopper 41d is formed at the center of the rod body 41a in the axial direction so as to protrude from the inner surface of the end wall (sealing member 43) of the opposing case 40 so as to restrict the compression limit of the first compression spring 19. ing. The second rod 42 has the same shape as the first rod 41, and includes a rod body 42a, a flange portion 42b, a screw hole 42c, and a stopper 42d. After the compression springs 19 and 20 are fitted on the rod main bodies 41a and 42a so as to fit outside, the bolts 50 are inserted into the case 40 from the outside through the through holes 35a of the brackets 35L and 35R and the rod holes 43a and 44a. The brackets 35L and 35R and the rods 41 and 42 are connected by inserting and screwing the male threaded portion 50a of the bolt 50 into the screw holes 41c and 42c. Since other configurations are the same as those of the first embodiment, the same reference numerals are given to the same members, and descriptions thereof are omitted.

以上のような構成を有するバネ装置15は、先の第1実施形態に係るバネ装置15と同様の作用効果を奏する。すなわち、第1および第2圧縮バネ19・20が、ケース40の端壁(封口部材43・44)と第1および第2ロッド(41・42)の端部(フランジ部41b・42b)との対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮することで、リンク7・7間に引っ張り付勢力を与える。   The spring device 15 having the above configuration has the same operational effects as the spring device 15 according to the first embodiment. That is, the first and second compression springs 19 and 20 are formed between the end walls (sealing members 43 and 44) of the case 40 and the end portions (flange portions 41b and 42b) of the first and second rods (41 and 42). A tensile biasing force is applied between the links 7 and 7 by exerting an elastic biasing force that resists displacement movement in a direction in which the facing distance becomes smaller.

したがって、リンク機構3の通常の稼動状態では、バネ装置15は合成バネ定数(k0)に由来する小さな引っ張り付勢力で両リンク7・7を付勢するため、各ボールジョイント9の受部12にボール部11が適正な力で押し付けられ、ボール部11または受部12が摩耗することを効果的に防ぐことができる。第2圧縮バネ20が圧縮限界に至ったのちは、第1圧縮バネ19の大きな引っ張り力で両リンク7・7を引っ張るために、両リンク7・7が離間方向に大きく変位することを抑えて、各ボールジョイント9のボール部11から受部12が抜け外れることを確実に防止できる。   Therefore, in the normal operating state of the link mechanism 3, the spring device 15 biases both the links 7 and 7 with a small pull biasing force derived from the combined spring constant (k0). It is possible to effectively prevent the ball portion 11 from being pressed with an appropriate force and the ball portion 11 or the receiving portion 12 to be worn. After the second compression spring 20 reaches the compression limit, the links 7 and 7 are prevented from being greatly displaced in the separating direction because the links 7 and 7 are pulled by the large pulling force of the first compression spring 19. Further, it is possible to reliably prevent the receiving portion 12 from coming off from the ball portion 11 of each ball joint 9.

本発明の第1実施形態に係るリンク機構の要部を示す縦断面図である。To a first embodiment of the present invention is a vertical sectional view showing an essential part of the engagement ruri link mechanism. 図1のA−A線断面図である。It is the sectional view on the AA line of FIG. 本発明を適用したパラレルメカニズムの上面図である。It is a top view of the parallel mechanism to which the present invention is applied. 図3のB−B線断面図である。FIG. 4 is a sectional view taken along line BB in FIG. 3. 第1実施形態のバネ装置の分解図である。It is an exploded view of the spring device of the first embodiment. 第1実施形態のバネ装置の付勢力を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the urging | biasing force of the spring apparatus of 1st Embodiment. 本発明の第2実施形態に係るリンク機構の要部を示す縦断面図である。To a second embodiment of the present invention is a vertical sectional view showing an essential part of the engagement ruri link mechanism. 図7のC−C線断面図である。It is CC sectional view taken on the line of FIG. 第2実施形態のバネ装置の分解図である。It is an exploded view of the spring apparatus of 2nd Embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

3 リンク機構
7 リンク
9 ボールジョイント
15 バネ装置
16 第1ケース
17 第2ケース
19 第1圧縮バネ
20 第2圧縮バネ
21 ロッド
23 第1ケースの端壁(封口部材)
23a ロッド孔
24 第2ケースの端壁(封口部材)
24a ロッド孔
31 ストッパー
40 ケース
41 第1ロッド
42 第2ロッド
43 ケースの端壁(封口部材)
43a ロッド孔
44 ケースの端壁(封口部材)
44a ロッド孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Link mechanism 7 Link 9 Ball joint 15 Spring apparatus 16 1st case 17 2nd case 19 1st compression spring 20 2nd compression spring 21 Rod 23 End wall (sealing member) of 1st case
23a Rod hole 24 End wall of second case (sealing member)
24a Rod hole 31 Stopper 40 Case 41 First rod 42 Second rod 43 Case end wall (sealing member)
43a Rod hole 44 End wall of case (sealing member)
44a Rod hole

Claims (6)

両端部がボールジョイントを介して平行状に配された一対のリンクと、
これらリンクに引っ張り付勢力を与えることを目的として、両リンクの間に装着されたバネ装置と、
を備え、
前記バネ装置は、
第1圧縮バネと、
前記第1圧縮バネと直列状に配されて、該第1圧縮バネのバネ定数よりも小さなバネ定数を有する第2圧縮バネと、
前記第2圧縮バネの圧縮限界を規制するためのストッパーと、
を備え、
前記バネ装置は、前記第1および第2圧縮バネが圧縮状態から自然長状態に戻ろうとする弾性付勢力を利用して、前記リンクの間に引っ張り付勢力を与えるものであり、
前記バネ装置は、前記第2圧縮バネが前記ストッパーにより圧縮限界に至るまでは、直列状に配された二つの前記圧縮バネの合成バネ定数に由来する引っ張り付勢力を前記リンクの間に与え、前記第2圧縮バネが圧縮限界に至ったのちは、前記第1圧縮バネのバネ定数に由来する引っ張り付勢力を前記リンクの間に与えるように構成されていることを特徴とするパラレルリンクのリンク機構。
A pair of links whose ends are arranged in parallel via a ball joint;
For the purpose of giving a tensile biasing force to these links, a spring device mounted between both links,
With
The spring device is
A first compression spring;
A second compression spring disposed in series with the first compression spring and having a spring constant smaller than the spring constant of the first compression spring;
A stopper for regulating the compression limit of the second compression spring;
With
The spring device applies a tensile biasing force between the links by using an elastic biasing force of the first and second compression springs to return from a compressed state to a natural length state,
The spring device gives a tension biasing force between the links derived from a combined spring constant of two compression springs arranged in series until the second compression spring reaches a compression limit by the stopper, A link of a parallel link , wherein after the second compression spring reaches a compression limit, a tension biasing force derived from a spring constant of the first compression spring is applied between the links. mechanism.
前記バネ装置は、
前記第1圧縮バネが収容されて、一方のリンクに連結される筒状の第1ケースと、
前記第2圧縮バネが収容されて、他方のリンクに連結される筒状の第2ケースと、
一端側が前記第1ケースの一方に設けられたロッド孔を介して該第1ケース内に挿入され、他端側が前記第2ケースの一方に設けられたロッド孔を介して該第2ケース内に挿入されるロッドと
を備え、
前記第1圧縮バネは、前記第1ケースの前記ロッド孔を有する端壁の内面と、前記ロッドの一端部との間に、該ロッドに外嵌状態で組み付けられており、
前記第2圧縮バネは、前記第2ケースの前記ロッド孔を有する端壁の内面と、前記ロッドの端部との間に、該ロッドに外嵌状態で組み付けられており、
前記第1および第2ケースが、前記ロッドの軸方向に往復移動可能に構成されており、
前記第1および第2圧縮バネが、前記第1および第2ケースの端壁と前記ロッドの端部との対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮することで、前記リンク間に引っ張り付勢力を与えるように構成されている請求項1記載のパラレルリンクのリンク機構。
The spring device is
A cylindrical first case that houses the first compression spring and is connected to one of the links ;
A cylindrical second case that houses the second compression spring and is connected to the other link ;
One end is inserted into the first case the first case via a rod hole formed in one of the other end through a rod hole formed in one of said second casing in said second casing A rod to be inserted ,
With
The first compression spring is assembled in an externally fitted state to the rod between the inner surface of the end wall having the rod hole of the first case and one end of the rod .
The second compression spring, the inner surface of the end wall having the rod hole of the second case, between one end of the rod, is assembled in a fitted state in the rod,
The first and second cases are configured to reciprocate in the axial direction of the rod;
The first and second compression springs exhibit an elastic biasing force that resists displacement movement in a direction in which the facing distance between the end walls of the first and second cases and the end of the rod decreases. The link mechanism of the parallel link according to claim 1, wherein the link bias mechanism is configured to apply a tensile biasing force between the links.
前記第2圧縮バネを受け止める前記ロッドの一端部に、前記ストッパーが設けられている請求項2記載のパラレルリンクのリンク機構。 The link mechanism for a parallel link according to claim 2 , wherein the stopper is provided at one end of the rod that receives the second compression spring . 前記第1ケース第2ケースとが同一形状に形成されている請求項2又は3記載のパラレルリンクのリンク機構。 The link mechanism of the parallel link according to claim 2 or 3, wherein the first case and the second case are formed in the same shape . 前記バネ装置は、
前記第1圧縮バネと前記第2圧縮バネとが直列状に収容される筒状のケースと、
前記ケースの軸方向の一側端に挿入されて、一方のリンクに連結される第1ロッドと、
前記ケースの軸方向の他端側に挿入されて、他方のリンクに連結される第2ロッドと
を備え、
前記第1ロッドと第2ロッドとは、前記ケースの軸方向に往復移動可能に構成されており、
前記ケースの軸方向の両端壁には、第1および第2ロッドの挿入を許すロッド孔が設けられており、
前記第1および第2圧縮バネは、前記ケースの前記ロッド孔を有する端壁の内面と、前記ロッドの一端部との間に圧縮状に組み付けられており、
前記第1および第2圧縮バネが、前記ケースの端壁と前記第1および第2ロッドの端部との対向間隔距離が小さくなる方向の変位移動に抗する弾性付勢力を発揮することで、前記被対象物間に引っ張り付勢力を与えるように構成されている請求項1記載のパラレルリンクのリンク機構。
The spring device is
A cylindrical case in which the first compression spring and the second compression spring are accommodated in series;
A first rod inserted into one end of the case in the axial direction and connected to one link ;
A second rod inserted into the other end side in the axial direction of the case and connected to the other link ;
With
Said first rod and the second rod is configured to be reciprocated in the axial direction of the case,
Rod holes that allow insertion of the first and second rods are provided in both end walls in the axial direction of the case,
The first and second compression springs are assembled in a compressed manner between the inner surface of the end wall having the rod hole of the case and one end of the rod,
The first and second compression springs exhibit an elastic biasing force that resists displacement movement in a direction in which the facing distance between the end wall of the case and the ends of the first and second rods decreases. The link mechanism of the parallel link of Claim 1 comprised so that tension | pulling urging | biasing force might be given between the said target objects .
前記第2ロッドに、前記ストッパーが設けられている請求項5記載のパラレルリンクのリンク機構。 The parallel link mechanism according to claim 5 , wherein the stopper is provided on the second rod .
JP2007267967A 2007-10-15 2007-10-15 Parallel link mechanism Expired - Fee Related JP4725748B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007267967A JP4725748B2 (en) 2007-10-15 2007-10-15 Parallel link mechanism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007267967A JP4725748B2 (en) 2007-10-15 2007-10-15 Parallel link mechanism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2009097571A JP2009097571A (en) 2009-05-07
JP4725748B2 true JP4725748B2 (en) 2011-07-13

Family

ID=40700765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007267967A Expired - Fee Related JP4725748B2 (en) 2007-10-15 2007-10-15 Parallel link mechanism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4725748B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5977136B2 (en) 2012-10-03 2016-08-24 ヤマハ発動機株式会社 Arm member and industrial robot provided with the arm member
WO2024018629A1 (en) * 2022-07-22 2024-01-25 ファナック株式会社 Coupling structure and parallel link robot

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08403U (en) * 1992-04-24 1996-02-27 豊田工機株式会社 Parallel robot arm structure
JP2000081068A (en) * 1998-09-04 2000-03-21 Stabilus Gmbh Spring leg part
JP2002529258A (en) * 1998-11-11 2002-09-10 エービービー エービー Manipulator and method of manufacturing manipulator

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS50136563A (en) * 1974-04-19 1975-10-29
JPS521337A (en) * 1975-06-24 1977-01-07 Mitsubishi Motors Corp Acceleration pump for the carburetor
JPS5469287A (en) * 1977-11-15 1979-06-04 Tokai Takeji Pressure therapic machine
JPS5683633A (en) * 1979-12-12 1981-07-08 Honda Motor Co Ltd Suspension spring device for vehicle
JPS5690136A (en) * 1979-12-24 1981-07-22 Tachikawa Spring Co Ltd Coiled spring
JPS63175380A (en) * 1987-01-15 1988-07-19 松下電工株式会社 Dimming control system
JPH02309031A (en) * 1989-05-22 1990-12-25 Utsudoberu:Kk Oil-hydraulic damper for car
JPH09147701A (en) * 1995-11-22 1997-06-06 Mitsubishi Electric Corp Vacuum opening/closing valve
JP3877851B2 (en) * 1997-11-27 2007-02-07 株式会社日本自動車部品総合研究所 Solenoid valve drive
JP2002367494A (en) * 2001-06-07 2002-12-20 Fuji Electric Co Ltd Breaker
JP4161114B2 (en) * 2005-09-09 2008-10-08 独立行政法人 日本原子力研究開発機構 Probe for pipe inspection

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08403U (en) * 1992-04-24 1996-02-27 豊田工機株式会社 Parallel robot arm structure
JP2000081068A (en) * 1998-09-04 2000-03-21 Stabilus Gmbh Spring leg part
JP2002529258A (en) * 1998-11-11 2002-09-10 エービービー エービー Manipulator and method of manufacturing manipulator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2009097571A (en) 2009-05-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106514703B (en) Spoke type flexible mechanical arm based on rope driving
US7806019B2 (en) Industrial robot
WO2020036085A1 (en) Bending structure and joint function part
JP2008542640A (en) Connecting member for tube with joint
JP4725748B2 (en) Parallel link mechanism
US9568037B2 (en) Machine element mounting assembly
CN108025605B (en) Tire valve unit
EP3395280A1 (en) Activation member, activation mechanism, and method for fabricating activation mechanism
JP5741748B2 (en) Electric cylinder
EP2998081B1 (en) Link actuation device
JP2018507365A (en) Compensator
JP2007191906A (en) Grant structure of mechanical property
JP6196261B2 (en) Tool socket
TWM589620U (en) Tool for removing and mounting disc brake caliper spring
US20140117689A1 (en) Gripper with remote cable drive
US10995790B2 (en) Elongate member assembly
US20230405844A1 (en) Bending operation mechanism
JP5826871B2 (en) Elastic joint for slide block adapter
WO2024075677A1 (en) Bending structure and semi-finished product thereof
EP4129587A1 (en) Joint structure for robot
EP4331783A1 (en) Bending structure body
WO2023008274A1 (en) Flexible structure
US10634225B1 (en) Finger of robotic hand and robot having the same
JP2011047350A (en) Clip for fixing air cleaner cap
KR20130055768A (en) Controlling system for finger joints of artificial hand

Legal Events

Date Code Title Description
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100707

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100714

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100903

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110316

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110329

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140422

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees