JP6396078B2 - Parallel link mechanism and link actuator - Google Patents

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    • F16H21/00Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides
    • F16H21/46Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions
    • F16H21/48Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions for conveying rotary motions

Description

この発明は、医療機器や産業機器等の高速、高精度で、広範な作動範囲を必要とする機器に用いられるパラレルリンク機構およびリンク作動装置に関する。   The present invention relates to a parallel link mechanism and a link actuating device that are used for devices that require a wide operating range with high speed and high accuracy, such as medical equipment and industrial equipment.

医療機器や産業機器等の各種作業装置に用いられるパラレルリンク機構が、特許文献1、2に提案されている。   Patent Documents 1 and 2 propose parallel link mechanisms used for various working devices such as medical equipment and industrial equipment.

特開2000−94245号公報JP 2000-94245 A 米国特許第5,893,296号明細書US Pat. No. 5,893,296

特許文献1のパラレルリンク機構は、構成が比較的簡単であるが、各リンクの作動角が小さいため、トラベリングプレートの作動範囲を大きく設定すると、リンク長が長くなることにより、機構全体の寸法が大きくなって装置の大型化を招くという問題がある。また、機構全体の剛性が低く、トラベリングプレートに搭載されるツールの重量、つまりトラベリングプレートにおける可搬重量が小さいものに制限されるという問題もある。   The parallel link mechanism of Patent Document 1 is relatively simple in configuration, but since the operating angle of each link is small, if the operating range of the traveling plate is set large, the link length becomes long, so that the dimensions of the entire mechanism are reduced. There is a problem that the size of the device increases and the size of the device increases. There is also a problem that the rigidity of the whole mechanism is low and the weight of the tool mounted on the traveling plate, that is, the weight of the traveling plate is limited to a small weight.

特許文献2のパラレルリンク機構は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、4節連鎖の3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結した構成としたことにより、コンパクトでありながら、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作が可能である。   The parallel link mechanism of Patent Document 2 has a configuration in which the distal end side link hub is connected to the proximal end side link hub through three or more sets of four-bar linkages so that the posture can be changed. Although it is compact, it can operate in a wide range of operation with high speed and high accuracy.

しかし、特許文献2のパラレルリンク機構は、部品構成が複雑であり、組立性が悪いという問題がある。また、剛性や強度を確保するために、各部品が複雑な形状をしており、量産性が悪く、製作コストが高いという問題もある。   However, the parallel link mechanism of Patent Document 2 has a problem that the component configuration is complicated and the assemblability is poor. In addition, in order to ensure rigidity and strength, each part has a complicated shape, and there is a problem that mass productivity is poor and manufacturing cost is high.

この発明の目的は、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作を行うことができ、組立てが容易で、量産性に優れ、安価に製作できるパラレルリンク機構を提供することである。
この発明の他の目的は、2自由度の角度を制御することが可能で、かつ広範な作動範囲の動作を精度良く行うことができ、低コストで製作できるリンク作動装置を提供することである。
An object of the present invention is to provide a parallel link mechanism that can operate in a wide range of operation with high speed and high accuracy, is easy to assemble, is excellent in mass productivity, and can be manufactured at low cost.
Another object of the present invention is to provide a link actuating device capable of controlling an angle of two degrees of freedom and capable of accurately operating in a wide operating range and being manufactured at low cost. .

この発明のパラレルリンク機構は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを備え、前記中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する第1の板材と、この第1の板材よりも板厚方向の曲がり部の数が少ない第2の板材とを備える、ことを特徴とする。 In the parallel link mechanism of the present invention, the link hub on the distal end side is connected to the link hub on the proximal end side so that the posture can be changed via three or more sets of link mechanisms. The end link member on the proximal end side and the distal end side that is rotatably connected to the link hub on the side and the distal end side link hub, and both ends on the other end of the end link member on the proximal end side and the distal end side A central link member rotatably connected to each other, and the central link member includes a first plate member having two or more bent portions in the plate thickness direction, and a bent portion in the plate thickness direction than the first plate member. And a second plate member having a small number of the first plate member and the second plate member .

この明細書において、「基端側」および「先端側」とは、以下の意味で用いられる。すなわち、リンクハブと端部リンク部材の各回転対偶、および、端部リンク部材と中央リンク部材の各回転対偶の中心軸がそれぞれ交差する点をリンクハブの「球面リンク中心」と称し、この球面リンク中心を通り前記リンクハブと端部リンク部材の回転対偶の中心軸と直角に交わる直線を「リンクハブの中心軸」と称する場合、それぞれのリンクハブから基端側および先端側の各リンクハブの中心軸が交差する交点から見て基端側の球面リンク中心方向を基端側、先端側の球面リンク中心方向を先端側としている。   In this specification, “base end side” and “tip end side” are used in the following meanings. That is, the point at which the central axis of each rotational pair of the link hub and the end link member and the rotational pair of the end link member and the central link member intersect is called the “spherical link center” of the link hub. When a straight line that passes through the center of the link and intersects with the central axis of the rotation pair of the link hub and the end link member at right angles is referred to as a "link hub central axis", each link hub from the link hub to the proximal end side and the distal end side The spherical link center direction on the base end side when viewed from the intersection where the central axes intersect is the base end side, and the spherical link center direction on the front end side is the front end side.

この構成によれば、基端側のリンクハブと、先端側のリンクハブと、3組以上のリンク機構とで、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが直交2軸周りに回転自在な2自由度機構が構成される。この2自由度機構は、コンパクトでありながら、先端側のリンクハブの可動範囲を広くとれる。例えば、基端側のリンクハブの中心軸と先端側のリンクハブの中心軸の最大折れ角は約±90°であり、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの旋回角を0°〜360°の範囲に設定できる。   According to this configuration, the proximal-side link hub, the distal-side link hub, and the three or more sets of link mechanisms rotate the distal-side link hub around two orthogonal axes with respect to the proximal-side link hub. A free two-degree-of-freedom mechanism is configured. Although this two-degree-of-freedom mechanism is compact, the movable range of the link hub on the distal end side can be widened. For example, the maximum bend angle between the central axis of the link hub on the proximal end side and the central axis of the link hub on the distal end side is about ± 90 °, and the turning angle of the link hub on the distal end side with respect to the link hub on the proximal end side is 0 ° It can be set in the range of ~ 360 °.

中央リンク部材を板材としたため、中央リンク部材を低コストで製造することができ、かつ量産性に優れる。また、中央リンク部材が板材であると、端部リンク部材と中央リンク部材の回転対偶部の構成を簡略にでき、組立て性が向上する。このパラレルリンク機構では、機構上の理由から、中央リンク部材は、中間部が内側に突出する湾曲形状をしている。中央リンク部材が曲がり部を2箇所以上有すると、中央リンク部材の中間部の内側への突出量を少なくすることができる。これにより、各リンク機構同士の干渉や、基端側もしくは先端側のリンクハブに装着される器具との干渉を回避することができ、前記機構上の可動範囲における実質的に有効な可動範囲を広くとれる。
また、中央リンク部材を2つの板材で構成するため、中央リンク部材の強度を確保しつつ、板材の板厚を薄くすることができる。それにより、中央リンク部材を安価に製造できると共に、軽量化を図ることができる。
なお、前記のように中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する第1の板材と、この第1の板材よりも板厚方向の曲がり部の数が少ない第2の板材とを備えていているが、この場合、中央リンク部材の湾曲形状に合わせて、曲がり部の数が多い第1の板材を湾曲の内周側に配置し、かつ曲がり部の数が少ない第2の板材を湾曲の外周側に配置してもよい。
Since the central link member is a plate material, the central link member can be manufactured at a low cost and is excellent in mass productivity. Further, when the central link member is a plate material, the configuration of the rotating pair of the end link member and the central link member can be simplified, and the assemblability is improved. In this parallel link mechanism, the central link member has a curved shape with an intermediate portion protruding inward for mechanical reasons. If the central link member has two or more bent portions, the amount of protrusion of the central link member to the inside of the intermediate portion can be reduced. Thereby, it is possible to avoid interference between the link mechanisms and interference with a device attached to the link hub on the proximal end side or the distal end side, and a substantially effective movable range in the movable range on the mechanism. Can be taken widely.
Moreover, since the central link member is composed of two plate members, the plate thickness of the plate member can be reduced while ensuring the strength of the central link member. Thereby, the central link member can be manufactured at a low cost and the weight can be reduced.
As described above, the central link member includes a first plate member having two or more bent portions in the plate thickness direction, and a second plate member having a smaller number of bent portions in the plate thickness direction than the first plate member. In this case, in accordance with the curved shape of the central link member, the first plate member having a large number of bent portions is arranged on the inner peripheral side of the curved portion, and the second number of bent portions is small. You may arrange | position a board | plate material to the outer peripheral side of a curve.

この発明において、前記中央リンク部材を構成する前記板材は金属板であり、前記曲がり部を板金曲げ加工により形成すると良い。
この場合、曲がり部の加工が容易である。
In the present invention, the plate member constituting the central link member is a metal plate, and the bent portion is preferably formed by sheet metal bending.
In this case, the bending portion can be easily processed.

上記構成において、前記端部リンク部材と前記中央リンク部材の回転対偶部は、前記第1の板材および第2の板材の間に、軸受を内蔵した前記端部リンク部材を配置し、前記第1の板材および第2の板材にそれぞれ設けられた貫通孔および前記軸受の内輪に回転軸を挿通し、前記第1の板材および第2の板材、前記軸受の内輪、および前記回転軸を互いに固定すると良い。
この構成によると、第1の板材と第2の板材とで回転軸の両端を支持し、前記2つの板材の間に軸受が位置する。このため、端部リンク部材と中央リンク部材の回転対偶部のモーメント荷重に対する剛性が高くなり、パラレルリンク機構全体の剛性が向上する。
In the above-described configuration, the end link member including the bearing is disposed between the first plate member and the second plate member in the rotating pair of the end link member and the central link member, When a rotation shaft is inserted into a through hole provided in each of the plate material and the second plate material and an inner ring of the bearing, and the first plate material and the second plate material, the inner ring of the bearing and the rotation shaft are fixed to each other. good.
According to this configuration, the first plate member and the second plate member support both ends of the rotating shaft, and the bearing is positioned between the two plate members. For this reason, the rigidity with respect to the moment load of the rotation couple of the end link member and the center link member is increased, and the rigidity of the entire parallel link mechanism is improved.

上記構成において、前記第1の板材および第2の板材のうちの一方の板材に設けられた前記貫通孔は、この貫通孔に挿通される前記回転軸との間にすきまが生じないタイトな孔とし、もう一方の板材に設けられた前記貫通孔は、この貫通孔に挿通される前記回転軸との間にすきまが生じるルーズな孔とするのが良い。
中央リンク部材の両端にそれぞれ連結される2つの回転軸は互いに角度を持っている。このため、板材の貫通孔がタイトな孔であると、2つの回転軸と2つの貫通孔を互いに位置合わせしてから、回転軸を進出させて貫通孔に回転軸を挿通することはできても、位置固定されている2つの回転軸に対して、板材を移動させて貫通孔に回転軸を挿通することはできない。
上記構成のように、2つの板材の貫通孔をそれぞれタイトな孔およびルーズな孔とすると、次の手順で組立を行うことができる。すなわち、先に、タイトな孔である貫通孔を有する板材に対して2つの回転軸を位置合わせし、板材は位置固定したまま2つの回転軸を進出させることで貫通孔に回転軸を挿通する。後で、位置固定された2つの回転軸に対して、ルーズな孔である貫通孔を有する板材を移動させて、回転軸と貫通孔の位置合わせをしながら貫通孔に回転軸を挿通する。貫通孔がルーズな孔であれば、回転軸と貫通孔の正確な位置合わせをする必要がなく、しかも板材をずらしたり傾けたりしながら回転軸を貫通孔に挿通することができるため、組立て作業性が良い。一方の板材のタイトな孔である貫通孔に回転軸が挿通されているため、中央リンク部材と回転軸の連結部の組立て精度を確保できる。
The said structure WHEREIN: The said through-hole provided in one board | plate material of a said 1st board | plate material and a 2nd board | plate material is a tight hole which does not produce a clearance gap between the said rotating shaft penetrated by this through-hole. And the said through-hole provided in the other board | plate material is good to use as the loose hole which a clearance gap produces between the said rotating shafts penetrated by this through-hole.
The two rotation shafts connected to both ends of the central link member have an angle with each other. For this reason, if the through hole of the plate material is a tight hole, the two rotary shafts and the two through holes can be aligned with each other, and then the rotary shaft can be advanced to insert the rotary shaft into the through hole. However, the rotating shaft cannot be inserted into the through hole by moving the plate material with respect to the two rotating shafts whose positions are fixed.
As in the above configuration, when the through holes of the two plate members are respectively a tight hole and a loose hole, assembly can be performed by the following procedure. That is, first, the two rotating shafts are aligned with a plate material having a through hole which is a tight hole, and the two rotating shafts are advanced while the plate material is fixed in position, thereby inserting the rotating shafts into the through holes. . Thereafter, the plate having a through hole which is a loose hole is moved with respect to the two rotational shafts whose positions are fixed, and the rotational shaft is inserted into the through hole while aligning the rotational shaft and the through hole. If the through hole is a loose hole, there is no need to accurately align the rotary shaft and the through hole, and the rotary shaft can be inserted into the through hole while shifting or tilting the plate material. Good sex. Since the rotating shaft is inserted through the through hole, which is a tight hole in one plate material, the assembly accuracy of the connecting portion between the central link member and the rotating shaft can be ensured.

この発明のリンク作動装置は、前記パラレルリンク機構における前記3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢変更用アクチュエータを設けたことを特徴とする。
3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に姿勢変更用アクチュエータを設ければ、基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を確定することができる。これにより、2自由度の角度を制御することが可能なリンク作動装置を低コストで実現できる。
In the link actuating device of the present invention, the posture of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub can be arbitrarily set to two or more sets of the three or more sets of link mechanisms in the parallel link mechanism. A posture changing actuator for changing is provided.
If two or more sets of three or more sets of link mechanisms are provided with attitude change actuators, the attitude of the distal link hub relative to the proximal link hub can be determined. Thereby, the link actuator which can control the angle of 2 degrees of freedom is realizable at low cost.

この発明のパラレルリンク機構は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを備え、前記中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する第1の板材と、この第1の板材よりも板厚方向の曲がり部の数が少ない第2の板材とを備えるため、高速、高精度で、広範な作動範囲の動作を行うことができ、組立てが容易で、量産性に優れ、安価に製作できる。 In the parallel link mechanism of the present invention, the link hub on the distal end side is connected to the link hub on the proximal end side so that the posture can be changed via three or more sets of link mechanisms. The end link member on the proximal end side and the distal end side that is rotatably connected to the link hub on the side and the distal end side link hub, and both ends on the other end of the end link member on the proximal end side and the distal end side A central link member rotatably connected to each other, and the central link member includes a first plate member having two or more bent portions in the plate thickness direction, and a bent portion in the plate thickness direction than the first plate member. Since the second plate member with a small number of the first plate member and the second plate member is provided , it is possible to operate in a wide range of operation with high speed and high accuracy, easy to assemble, excellent in mass productivity, and inexpensive to manufacture.

この発明のリンク作動装置は、前記パラレルリンク機構における前記3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢変更用アクチュエータを設けたため、2自由度の角度を制御することが可能で、かつ広範な作動範囲の動作を精度良く行うことができ、安価に製作できる。   In the link actuating device of the present invention, the posture of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub can be arbitrarily set to two or more sets of the three or more sets of link mechanisms in the parallel link mechanism. Since the posture changing actuator to be changed is provided, the angle of two degrees of freedom can be controlled, the operation in a wide operation range can be performed with high accuracy, and the actuator can be manufactured at low cost.

この発明の基礎となる提案例にかかるパラレルリンク機構の一状態の斜視図である。It is a perspective view of one state of the parallel link mechanism concerning the example of a proposal used as the foundation of this invention. 同パラレルリンク機構の一部を省略した正面図である。It is the front view which abbreviate | omitted a part of the parallel link mechanism. 同パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ、基端側の端部リンク部材、および中央リンク部材の断面図である。It is sectional drawing of the link hub of the base end side of the parallel link mechanism, the edge part link member of a base end side, and a center link member. 同パラレルリンク機構の1つのリンク機構を直線で表現した図である。It is the figure which expressed one link mechanism of the parallel link mechanism with a straight line. (A)は同パラレルリンク機構の一使用状態を示す一部を省略した正面図、 (B)は同パラレルリンク機構に対する比較例の一使用状態を示す一部を省略した正面図である。(A) is the front view which abbreviate | omitted one part which shows the one use state of the parallel link mechanism, (B) is the front view which abbreviate | omitted a part which shows one use state of the comparative example with respect to the parallel link mechanism. 他の提案例にかかるパラレルリンク機構の一状態の斜視図である。It is a perspective view of one state of the parallel link mechanism concerning other examples of a proposal . 同パラレルリンク機構の一部を省略した正面図である。It is the front view which abbreviate | omitted a part of the parallel link mechanism. 同パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ、基端側の端部リンク部材、および中央リンク部材の断面図である。It is sectional drawing of the link hub of the base end side of the parallel link mechanism, the edge part link member of a base end side, and a center link member. この発明の実施形態にかかるパラレルリンク機構の一部を省略した正面図である。It is the front view which abbreviate | omitted a part of parallel link mechanism concerning one Embodiment of this invention. 同パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ、基端側の端部リンク部材、および中央リンク部材の断面図である。It is sectional drawing of the link hub of the base end side of the parallel link mechanism, the edge part link member of a base end side, and a center link member. (A),(B)は同パラレルリンク機構の中央リンク部材を構成する第1の板材および第2の板材の部分図である。(A), (B) is the fragmentary figure of the 1st board | plate material and 2nd board | plate material which comprise the center link member of the parallel link mechanism. この発明のさらに異なる実施形態にかかるパラレルリンク機構の一部を省略した正面図である。It is the front view which abbreviate | omitted a part of parallel link mechanism concerning further different embodiment of this invention. 同パラレルリンク機構の基端側のリンクハブ、基端側の端部リンク部材、および中央リンク部材の断面図である。It is sectional drawing of the link hub of the base end side of the parallel link mechanism, the edge part link member of a base end side, and a center link member. 図9〜図11のパラレルリンク機構を用いたリンク作動装置の一部を省略した正面図である。It is the front view which abbreviate | omitted some link actuating devices using the parallel link mechanism of FIGS. 同リンク作動装置の基端側のリンクハブ、基端側の端部リンク部材、駆動機構部等を示す一部破断平面図である。It is a partially broken top view which shows the link hub of the base end side of the same link actuator, the end part link member of a base end side, a drive mechanism part, etc. 図12、図13のパラレルリンク機構を用いたリンク作動装置の一部を省略した正面図である。It is the front view which abbreviate | omitted some link actuating devices using the parallel link mechanism of FIG. 12, FIG.

この発明の基礎となる提案例に係るパラレルリンク機構を図1〜図5と共に説明する。 図1はこのパラレルリンク機構の一状態を示す斜視図、図2は同パラレルリンク機構の一部を省略した正面図である。このパラレルリンク機構1は、基端側のリンクハブ2に対し先端側のリンクハブ3を3組のリンク機構4を介して姿勢変更可能に連結したものである。図2では、1組のリンク機構4のみが示されている。リンク機構4の数は、4組以上であっても良い。 A parallel link mechanism according to a proposed example as the basis of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a perspective view showing one state of the parallel link mechanism, and FIG. 2 is a front view in which a part of the parallel link mechanism is omitted. The parallel link mechanism 1 is configured such that a distal end side link hub 3 is connected to a proximal end side link hub 2 via three sets of link mechanisms 4 so that the posture can be changed. In FIG. 2, only one set of link mechanisms 4 is shown. The number of link mechanisms 4 may be four or more.

各リンク機構4は、基端側の端部リンク部材5、先端側の端部リンク部材6、および中央リンク部材7で構成され、4つの回転対偶からなる4節連鎖のリンク機構をなす。基端側および先端側の端部リンク部材5,6は所定の角度に湾曲した形状をしており、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ2および先端側のリンクハブ3に回転自在に連結されている。中央リンク部材7は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材5,6の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。3組のリンク機構4は、幾何学的に同一形状をなす。   Each link mechanism 4 includes a base end side end link member 5, a front end side end link member 6, and a central link member 7, and forms a four-joint link mechanism composed of four rotating pairs. The end link members 5 and 6 on the proximal end side and the distal end side are curved at a predetermined angle, and one ends thereof are rotatably connected to the link hub 2 on the proximal end side and the link hub 3 on the distal end side, respectively. ing. The center link member 7 is rotatably connected to both ends of the end link members 5 and 6 on the proximal end side and the distal end side, respectively. The three sets of link mechanisms 4 have the same geometric shape.

また、図4のように、リンク機構4を直線で表現したモデルは、中央リンク部材7の中央部に対する基端側部分と先端側部分とが対称を成す形状である。より詳しくは、各リンク部材5,6,7を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材7の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状である。図4は、1組のリンク機構4のみを直線で表現している。この提案例のパラレルリンク機構1は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ2および基端側の端部リンク部材5と、先端側のリンクハブ3および先端側の端部リンク部材6との位置関係が、中央リンク部材7の中心線Cに対して回転対称となる位置構成になっている。 Further, as shown in FIG. 4, the model in which the link mechanism 4 is expressed by a straight line has a shape in which the proximal end portion and the distal end portion are symmetrical with respect to the central portion of the central link member 7. More specifically, a geometric model in which each link member 5, 6, 7 is expressed by a straight line, that is, a model expressed by each rotation pair and a straight line connecting these rotation pairs, is based on the center of the central link member 7. The end portion and the tip end portion are symmetrical. FIG. 4 represents only one set of link mechanisms 4 by straight lines. The parallel link mechanism 1 of the proposed example is a rotationally symmetric type, and includes a base end side link hub 2 and a base end side end link member 5, a front end side link hub 3 and a front end side end link member 6. The positional relationship is such that it is rotationally symmetric with respect to the center line C of the central link member 7.

このパラレルリンク機構1は、2つの球面リンク機構を組み合わせた構造であって、リンクハブ2,3と端部リンク部材5,6の各回転対偶、および端部リンク部材5,6と中央リンク部材7の各回転対偶の中心軸が、基端側と先端側においてそれぞれの球面リンク中心PA,PB(図2)で交差している。また、基端側と先端側において、リンクハブ2,3と端部リンク部材5,6の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心PA,PBからの距離も同じであり、端部リンク部材5,6と中央リンク部材7の各回転対偶とそれぞれの球面リンク中心PA,PBからの距離も同じである。端部リンク部材5,6と中央リンク部材7との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γを持っていても良いし、平行であっても良い。   The parallel link mechanism 1 has a structure in which two spherical link mechanisms are combined, and each rotation pair of the link hubs 2 and 3 and the end link members 5 and 6, and the end link members 5 and 6 and the central link member. The center axis of each rotation pair 7 intersects with the spherical link centers PA and PB (FIG. 2) on the proximal end side and the distal end side. In addition, on the proximal end side and the distal end side, the distances from the rotary pairs of the link hubs 2 and 3 and the end link members 5 and 6 and the respective spherical link centers PA and PB are the same. The distances from the rotary pairs of 6 and the central link member 7 and the spherical link centers PA and PB are also the same. The central axis of each rotational pair of the end link members 5 and 6 and the central link member 7 may have a certain crossing angle γ or may be parallel.

図3は基端側のリンクハブ2、基端側の端部リンク部材5、および中央リンク部材7の断面図であって、同図に、リンクハブ2と端部リンク部材5の回転対偶の中心軸O1と、端部リンク部材5と中央リンク部材7の回転対偶の中心軸O2と、球面リンク中心PAとの関係が示されている。先端側のリンクハブ3および先端側の端部リンク部材6の形状ならびに位置関係も図3と同様である(図示せず)。図の例では、リンクハブ2と端部リンク部材5との各回転対偶の中心軸O1と、端部リンク部材5と中央リンク部材7との各回転対偶の中心軸O2とが成す角度αが90°とされているが、前記角度αは90°以外であっても良い。   FIG. 3 is a cross-sectional view of the link hub 2 on the base end side, the end link member 5 on the base end side, and the central link member 7, and shows the rotational pair of the link hub 2 and the end link member 5. The relationship between the central axis O1, the central axis O2 of the rotation pair of the end link member 5 and the central link member 7, and the spherical link center PA is shown. The shapes and positional relationships of the distal end side link hub 3 and the distal end side end link member 6 are also the same as in FIG. 3 (not shown). In the illustrated example, the angle α formed by the central axis O1 of each rotational pair of the link hub 2 and the end link member 5 and the central axis O2 of each rotational pair of the end link member 5 and the central link member 7 is Although the angle is 90 °, the angle α may be other than 90 °.

基端側のリンクハブ2と先端側のリンクハブ3と3組のリンク機構4とで、基端側のリンクハブ2に対し先端側のリンクハブ3が直交2軸周りに回転自在な2自由度機構が構成される。言い換えると、基端側のリンクハブ2に対して先端側のリンクハブ3を、回転が2自由度で姿勢変更自在な機構である。この2自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の可動範囲を広くとれる。   With the link hub 2 on the proximal end side, the link hub 3 on the distal end side, and the three sets of link mechanisms 4, the link hub 3 on the distal end side is rotatable about two orthogonal axes with respect to the link hub 2 on the proximal end side. A degree mechanism is configured. In other words, it is a mechanism that can freely change the posture of the link hub 3 on the distal end side with respect to the link hub 2 on the proximal end side with two degrees of freedom of rotation. Although this two-degree-of-freedom mechanism is compact, the movable range of the link hub 3 on the distal end side with respect to the link hub 2 on the proximal end side can be widened.

例えば、球面リンク中心PA,PBを通り、リンクハブ2,3と端部リンク部材5,6の各回転対偶の中心軸O1(図3)と直角に交わる直線をリンクハブ2,3の中心軸(以下、「リンクハブ中心軸」とする)QA,QBとした場合、基端側のリンクハブ中心軸QAと先端側のリンクハブ中心軸QBの折れ角θ(図1)の最大値を約±90°とすることができる。また、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の旋回角φ(図1)を0°〜360°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ中心軸QAに対して先端側のリンクハブ中心軸QBが傾斜した垂直角度のことであり、旋回角φは、基端側のリンクハブ中心軸QAに対して先端側のリンクハブ中心軸QBが傾斜した水平角度のことである。   For example, a straight line that passes through the spherical link centers PA and PB and intersects with the central axis O1 (FIG. 3) of each rotation pair of the link hubs 2 and 3 and the end link members 5 and 6 at right angles is the central axis of the link hubs 2 and 3. In the case of QA and QB (hereinafter referred to as “link hub central axis”), the maximum value of the bending angle θ (FIG. 1) between the link hub central axis QA on the proximal end side and the link hub central axis QB on the distal end side is approximately It can be ± 90 °. Further, the turning angle φ (FIG. 1) of the distal end side link hub 3 with respect to the proximal end side link hub 2 can be set in a range of 0 ° to 360 °. The bending angle θ is a vertical angle at which the distal end side link hub central axis QB is inclined with respect to the proximal end side link hub central axis QA, and the turning angle φ is relative to the proximal end side link hub central axis QA. On the other hand, it is a horizontal angle at which the link hub central axis QB on the front end side is inclined.

基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢変更は、基端側のリンクハブ中心軸QAと先端側のリンクハブ中心軸QBの交点である姿勢変更中心Oを回転中心として行われる。図1の斜視図は、基端側のリンクハブ中心軸QAに対して先端側のリンクハブ中心軸QBが或る作動角をとった状態を示し、図2の正面図は、基端側のリンクハブ中心軸QAと先端側のリンクハブ中心軸QBが同一線上にある状態を示す。姿勢が変化しても、基端側と先端側の球面リンク中心PA,PB間の距離D(図2)は変化しない。   The posture change of the distal end side link hub 3 with respect to the proximal end side link hub 2 is performed with the posture change center O that is the intersection of the proximal end side link hub central axis QA and the distal end side link hub central axis QB as the rotation center. Is called. The perspective view of FIG. 1 shows a state where the link hub central axis QB on the distal end side takes a certain operating angle with respect to the link hub central axis QA on the proximal end side, and the front view of FIG. The link hub central axis QA and the distal end side link hub central axis QB are on the same line. Even if the posture changes, the distance D (FIG. 2) between the spherical link centers PA and PB on the base end side and the tip end side does not change.

このパラレルリンク機構1において、各リンク機構4におけるリンクハブ2,3と端部リンク部材5,6の回転対偶の中心軸O1の角度および球面リンク中心PA,PBからの長さが互いに等しく、かつ各リンク機構4のリンクハブ2,3と端部リンク部材5,6の回転対偶の中心軸O1、および、端部リンク部材5,6と中央リンク7の回転対偶の中心軸O2が、基端側および先端側において球面リンク中心PA,PBと交差し、かつ基端側の端部リンク部材5と先端側の端部リンク部材6の幾何学的形状が等しく、かつ中央リンク部材7についても基端側の先端側とで形状が等しいとき、中央リンク部材7の対称面に対して、中央リンク部材7と端部リンク部材5,6との角度位置関係を基端側と先端側とで同じにすれば、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ2および基端側の端部リンク部材5と、先端側のリンクハブ3および先端側の端部リンク部材6とは同じに動く。   In this parallel link mechanism 1, the angle of the central axis O1 of the rotation pair of the link hubs 2 and 3 and the end link members 5 and 6 in each link mechanism 4 and the length from the spherical link centers PA and PB are equal to each other, and The center axis O1 of the rotation pair of the link hubs 2 and 3 and the end link members 5 and 6 of each link mechanism 4 and the center axis O2 of the rotation pair of the end link members 5 and 6 and the center link 7 are the base ends. The end link member 5 on the proximal end side and the end link member 6 on the distal end side are equal in geometrical shape, intersecting the spherical link centers PA and PB on the side and the distal end side, and the central link member 7 is also based on When the shape is the same at the distal end side of the end side, the angular positional relationship between the central link member 7 and the end link members 5 and 6 is the same at the proximal end side and the distal end side with respect to the symmetry plane of the central link member 7. If so, geometric symmetry And a end link member 5 of the base end side link hub 2 and the proximal side, moving the same to the end link member 6 in the distal end side link hub 3 and the distal end side.

次に、各リンク機構4における4つの回転対偶部、つまり、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5の回転対偶部、先端側のリンクハブ3と先端側の端部リンク部材6の回転対偶部、基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7の回転対偶部、および先端側の端部リンク部材6と中央リンク部材7の回転対偶部の構造について説明する。基端側と先端側の互いに対応する回転対偶部は同じ構造であるので、ここでは、図3と共に、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5の回転対偶部、および基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7の回転対偶部を説明する。   Next, four rotation pairs of each link mechanism 4, that is, a rotation pair of the base end side link hub 2 and the base end side end link member 5, a front end side link hub 3 and a front end side end The structure of the rotation pair of the link member 6, the rotation pair of the end link member 5 and the central link member 7 on the proximal end side, and the rotation pair of the end link member 6 and the central link member 7 on the distal end side will be described. . Since the rotation pair corresponding to the proximal end side and the distal end side have the same structure, here, together with FIG. 3, the rotation pair portion of the link hub 2 on the proximal end side and the end link member 5 on the proximal end side, and The rotation pair of the end link member 5 and the center link member 7 on the base end side will be described.

リンクハブ2の円周方向の3箇所に軸部11が形成され、この軸部11の外周に2つの軸受12の内輪(図示せず)が嵌合し、端部リンク部材5の基端に形成された軸受設置孔13の内周に軸受12の外輪(図示せず)が嵌合している。つまり、軸受12は、内輪が固定で外輪が回転する。前記軸受12は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受であって、軸部11のねじ部11aに螺着したナット15による締付けでもって所定の予圧量が付与された状態で軸部11に固定されている。軸受12とナット15との間には、それぞれスペーサ16が介在している。   A shaft portion 11 is formed at three locations in the circumferential direction of the link hub 2, and inner rings (not shown) of two bearings 12 are fitted to the outer periphery of the shaft portion 11, and the base end of the end link member 5 is fitted. An outer ring (not shown) of the bearing 12 is fitted to the inner periphery of the formed bearing installation hole 13. That is, as for the bearing 12, the inner ring is fixed and the outer ring rotates. The bearing 12 is a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing, for example, and the shaft portion in a state where a predetermined preload is applied by tightening with a nut 15 screwed to the screw portion 11a of the shaft portion 11. 11 is fixed. A spacer 16 is interposed between the bearing 12 and the nut 15.

また、中央リンク部材7の端部に軸部材21が固定して設けられ、この軸部材21の外周に2つの軸受22の内輪(図示せず)が嵌合し、端部リンク部材5の先端に設けられた軸受設置孔23の内周に軸受22の外輪(図示せず)が嵌合している。軸部材21は、中央リンク部材7の軸挿通孔24に圧入等により挿通されている。前記軸受22は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受であって、軸部材21のねじ部21aに螺着したナット25による締付けでもって所定の予圧量が付与された状態で軸部材21に固定されている。軸受22と中央リンク部材7との間、および軸受22とナット25との間には、それぞれスペーサ26,27が介在している。   Further, a shaft member 21 is fixedly provided at an end portion of the central link member 7, and inner rings (not shown) of two bearings 22 are fitted to the outer periphery of the shaft member 21, and the end of the end link member 5 is fitted. An outer ring (not shown) of the bearing 22 is fitted to the inner periphery of the bearing installation hole 23 provided in The shaft member 21 is inserted into the shaft insertion hole 24 of the central link member 7 by press fitting or the like. The bearing 22 is, for example, a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing, and the shaft member in a state where a predetermined preload is applied by tightening with a nut 25 screwed onto the screw portion 21a of the shaft member 21. 21 is fixed. Spacers 26 and 27 are interposed between the bearing 22 and the central link member 7 and between the bearing 22 and the nut 25, respectively.

このように、各回転対偶部に軸受12,22を設けた構造とすることにより、各回転対偶での摩擦抵抗を抑えて回転抵抗の軽減を図ることができ、滑らかな動力伝達を確保できると共に耐久性を向上できる。この軸受12,22を設けた構造では、軸受12,22に予圧を付与することにより、ラジアル隙間とスラスト隙間をなくし、回転対偶のがたつきを抑えることができ、基端側のリンクハブ2側と先端側のリンクハブ3側間の回転位相差がなくなり等速性を維持できると共に振動や異音の発生を抑制できる。特に、前記軸受12,22の軸受隙間を負すきまとすることにより、入出力間に生じるバックラッシュを少なくすることができる。   As described above, the structure in which the bearings 12 and 22 are provided in the respective rotating pair portions can reduce the rotational resistance by suppressing the frictional resistance in each rotating pair, and can ensure smooth power transmission. Durability can be improved. In the structure in which the bearings 12 and 22 are provided, by applying a preload to the bearings 12 and 22, the radial gap and the thrust gap can be eliminated, and shakiness of the rotation pair can be suppressed. The rotational phase difference between the link hub 3 side on the side and the distal end side is eliminated, and the constant velocity can be maintained and the occurrence of vibration and abnormal noise can be suppressed. In particular, by setting the bearing clearance between the bearings 12 and 22 to be a negative clearance, backlash generated between input and output can be reduced.

中央リンク部材7は、一定厚さ、一定幅で両端が半円形に形成された細長い1枚の金属板からなり、この金属板を2箇所の曲がり部7aで板厚方向に折り曲げて、両端間が所定の角度γを持つ湾曲形状としてある。この湾曲形状は、中央部がパラレルリンク機構1の内側、すなわち姿勢変更中心O(図1、図2)に近い側に突出する形状である。曲がり部7aの折り曲げは、板金曲げ加工により行われる。金属板からなる中央リンク部材7の両端部には、前記軸挿通孔24が設けられている。   The central link member 7 is composed of a single elongated metal plate having a constant thickness and a constant width and both ends formed in a semicircular shape. The metal plate is bent in the plate thickness direction at two bent portions 7a, and between the both ends. Is a curved shape having a predetermined angle γ. This curved shape is a shape in which the central portion protrudes to the inside of the parallel link mechanism 1, that is, the side close to the posture change center O (FIGS. 1 and 2). The bent portion 7a is bent by sheet metal bending. The shaft insertion holes 24 are provided at both ends of the central link member 7 made of a metal plate.

このように、中央リンク部材7を板材とすると、中央リンク部材7を安価に製造することができ、かつ量産性が良い。また、中央リンク部材7が板材であると、端部リンク部材5,6と中央リンク部材7の回転対偶部の構成を簡略にでき、組立て性が向上する。特に、中央リンク部材7を構成する板材を金属板とすると、輪郭形状の切り出し、曲がり部7aの折り曲げ、および軸挿通孔24の形成を板金加工で行うことができ、加工が容易である。   Thus, when the center link member 7 is a plate material, the center link member 7 can be manufactured at low cost and mass productivity is good. Moreover, when the center link member 7 is a plate material, the configuration of the rotating pair of the end link members 5 and 6 and the center link member 7 can be simplified, and the assemblability is improved. In particular, when the plate material constituting the central link member 7 is a metal plate, the contour shape can be cut out, the bent portion 7a can be bent, and the shaft insertion hole 24 can be formed by sheet metal processing, which is easy to process.

パラレルリンク機構1の機構上の理由から、中央リンク部材7は、中間部が内側に突出する湾曲形状をしている。中央リンク部材7が曲がり部7aを2箇所有すると、曲がり部7aが1箇所である場合と比べて、中央リンク部材7の中間部の内側への突出量を少なくすることができる。これにより、各リンク機構4同士の干渉や、リンクハブ2,3に装着される器具との干渉を回避することができ、機構上の可動範囲(例えば、折れ角θが90°、旋回角φが360°)における実質的に有効な可動範囲を広くとれる。   For reasons of the mechanism of the parallel link mechanism 1, the central link member 7 has a curved shape with an intermediate portion protruding inward. When the central link member 7 has two bent portions 7a, the amount of protrusion of the central link member 7 to the inside of the intermediate portion can be reduced as compared with the case where the bent portion 7a is one. As a result, interference between the link mechanisms 4 and interference with the equipment mounted on the link hubs 2 and 3 can be avoided, and the movable range on the mechanism (for example, the bending angle θ is 90 °, the turning angle φ Is substantially effective in the range of 360 °.

図5は、中央リンク部材7の曲がり部7aが2箇所であるパラレルリンク機構1(同図(A))と1箇所であるパラレルリンク機構1´(同図(B))とについて、先端側のリンクハブ3にエンドエフェクタ100を基端側へ突出させた状態で装着した場合を比較した図である。基端側のリンクハブ2に対して先端側のリンクハブ3を同じ角度だけ姿勢変更しても、曲がり部7aが2箇所であると、図5(A)のように、エンドエフェクタ100が中央リンク部材7に干渉することを回避できる(丸で囲った部分)が、曲がり部7aが1箇所であると、図5(B)のように、エンドエフェクタ100が中央リンク部材7に干渉してしまう(丸で囲った部分)ことが分かる。なお、曲がり部7aの数は、3箇所以上であっても良い。   FIG. 5 shows the front end side of the parallel link mechanism 1 (FIG. (A)) having two bent portions 7a of the central link member 7 and the parallel link mechanism 1 ′ (FIG. (B)) having one bent portion. It is the figure which compared the case where it mounts | wears to the link hub 3 with the end effector 100 projected in the base end side. Even if the posture of the link hub 3 on the distal end side is changed by the same angle with respect to the link hub 2 on the proximal end side, the end effector 100 is centered as shown in FIG. Interference with the link member 7 can be avoided (a circled portion), but when the bending portion 7a is at one place, the end effector 100 interferes with the central link member 7 as shown in FIG. You can see that it is a circle. Note that the number of the bent portions 7a may be three or more.

図6〜図8は、他の提案例を示す。このパラレルリンク機構1も、前記提案例と同様に、基端側のリンクハブ2に対し先端側のリンクハブ3を3組のリンク機構4を介して姿勢変更可能に連結している。各部の位置関係や動作特性も、前記提案例と同じである。以下、前記提案例と異なる点について説明する。 6 to 8 show other proposal examples . The parallel link mechanism 1 also, as in the proposed example, and posture changing linked via a link hub 3 three sets of link mechanisms 4 of the distal end side to the proximal end side link hub 2. The positional relationship and operational characteristics of each part are the same as those in the proposed example . Hereinafter, differences from the proposed example will be described.

図6において、リンクハブ2,3は、その中心部にそれぞれ貫通孔30A,30Bがリンクハブ中心軸QA,QB方向に沿って形成され、外形が球面状をしたドーナツ形状をしている。貫通孔30A,30Bの中心は、リンクハブ中心軸QA,QBと一致している。これらリンクハブ2,3の外周面の円周方向に等間隔の位置に、端部リンク部材5,6がそれぞれ回転自在に連結されている。   In FIG. 6, the link hubs 2 and 3 have donut shapes in which through holes 30 </ b> A and 30 </ b> B are formed at the center portions along the directions of the link hub central axes QA and QB, respectively. The centers of the through holes 30A and 30B coincide with the link hub central axes QA and QB. The end link members 5 and 6 are rotatably coupled to the outer peripheral surfaces of the link hubs 2 and 3 at positions at equal intervals in the circumferential direction.

図8と共に、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5の回転対偶部、および基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7の回転対偶部を例にとって、各回転対偶部の構造を説明する。
リンクハブ2には、外周と貫通孔30A間を貫通する軸受設置孔31が円周方向に等配で3箇所に形成され、各軸受設置孔31内に設けた2つの軸受32により軸部材33がそれぞれ回転自在に支持されている。軸部材33の外側端部はリンクハブ2から突出しており、その先端にねじ部33aが形成されている。軸部材33のリンクハブ2から突出した部分を、端部リンク部材5の一端に設けられた軸挿通孔5aに挿通し、軸部材33のねじ部33aに螺着したナット34を締め付けて、軸部材33に端部リンク部材5を結合する。
With reference to FIG. 8, for example, the rotation pair of the base end side link hub 2 and the base end side end link member 5 and the rotation end of the base end side link member 5 and the central link member 7 The structure of the rotating pair will be described.
In the link hub 2, bearing installation holes 31 penetrating between the outer periphery and the through hole 30 </ b> A are formed at three locations equally in the circumferential direction, and the shaft member 33 is formed by two bearings 32 provided in each bearing installation hole 31. Are supported rotatably. The outer end portion of the shaft member 33 protrudes from the link hub 2, and a screw portion 33 a is formed at the tip thereof. The portion of the shaft member 33 protruding from the link hub 2 is inserted into a shaft insertion hole 5a provided at one end of the end link member 5, and the nut 34 screwed into the threaded portion 33a of the shaft member 33 is tightened. The end link member 5 is coupled to the member 33.

前記軸受32は、例えば深溝玉軸受等の転がり軸受であり、その外輪(図示せず)が前記軸受設置孔31の内周に嵌合し、その内輪(図示せず)が前記軸部材33の外周に嵌合している。外輪は止め輪35によって抜け止めされている。また、内輪と端部リンク部材5の間にはスペーサ36が介在し、ナット34の締付力が端部リンク部材5およびスペーサ36を介して内輪に伝達されて、軸受32に所定の予圧を付与している。   The bearing 32 is a rolling bearing such as a deep groove ball bearing, for example, and an outer ring (not shown) is fitted to the inner periphery of the bearing installation hole 31, and an inner ring (not shown) is the shaft member 33. It is fitted on the outer periphery. The outer ring is retained by a retaining ring 35. Further, a spacer 36 is interposed between the inner ring and the end link member 5, and the tightening force of the nut 34 is transmitted to the inner ring via the end link member 5 and the spacer 36, and a predetermined preload is applied to the bearing 32. Has been granted.

この提案例では、リンクハブ2,3と端部リンク部材5,6の回転対偶部に設けられる軸受32は、外輪が固定で内輪が回転する。この軸受32をリンクハブ2,3に埋め込んだ状態で設けたことにより、パラレルリンク機構1全体の外形を大きくすることなく、リンクハブ2,3の外形を拡大することができる。そのため、リンクハブ2,3を他の部材に取り付けるための取付スペースの確保が容易である。 In this proposed example , the bearing 32 provided at the rotating pair of the link hubs 2 and 3 and the end link members 5 and 6 has the outer ring fixed and the inner ring rotated. By providing the bearing 32 in a state of being embedded in the link hubs 2 and 3, the outer shape of the link hubs 2 and 3 can be enlarged without increasing the outer shape of the parallel link mechanism 1 as a whole. Therefore, it is easy to secure a mounting space for mounting the link hubs 2 and 3 to other members.

端部リンク部材5と中央リンク部材7の回転対偶部は、端部リンク部材5に固定された軸部材41に、軸受42を介して中央リンク部材7を回転自在に支持している。軸受42は例えば深溝玉軸受等の転がり軸受であり、軸受42の内輪(図示せず)が軸部材41の外周に嵌合し、軸受42の外輪(図示せず)が、中央リンク部材7に固定して設けられた軸受ハウジング43の内周に嵌合している。軸部材41は、端部リンク部材5に設けられた軸挿通孔5bと、端部リンク部材5と軸受42間に介在するスペーサ44と、軸受42の内輪とに挿通し、軸部材41のねじ部41aに螺着したナット45を締め付けて、軸部材41に端部リンク部材5を結合する。ナット45の締付力がスペーサ44を介して内輪に伝達されて、軸受42に所定の予圧を付与する。   The rotation pair of the end link member 5 and the center link member 7 rotatably supports the center link member 7 via a bearing 42 on a shaft member 41 fixed to the end link member 5. The bearing 42 is a rolling bearing such as a deep groove ball bearing, for example, and an inner ring (not shown) of the bearing 42 is fitted to the outer periphery of the shaft member 41, and an outer ring (not shown) of the bearing 42 is attached to the central link member 7. The bearing housing 43 is fixedly fitted to the inner periphery. The shaft member 41 is inserted into a shaft insertion hole 5 b provided in the end link member 5, a spacer 44 interposed between the end link member 5 and the bearing 42, and an inner ring of the bearing 42. The end link member 5 is coupled to the shaft member 41 by tightening the nut 45 screwed to the portion 41a. The tightening force of the nut 45 is transmitted to the inner ring through the spacer 44, and a predetermined preload is applied to the bearing.

中央リンク部材7は、前記提案例と同様に、一定厚さ、一定幅で両端が半円形に形成された細長い1枚の金属板を、2箇所の曲がり部7aで板厚方向に折り曲げて両端間が所定の角度γを持つ湾曲形状としてある。曲がり部7aの折り曲げは、板金曲げ加工により行われる。両端部には、内部に前記スペーサ44が配置される貫通孔46が設けられている。中央リンク部材7をこの構成としたことによる効果は、前記実施形態の場合と同様である。 Intermediate link member 7, as in the proposed example, constant thickness, is bent at both ends with a constant width of the elongated single metal plate formed in a semicircular shape, in a plate thickness direction at the bent portion 7a of the two locations across It is a curved shape with a predetermined angle γ between them. The bent portion 7a is bent by sheet metal bending. At both ends, a through hole 46 in which the spacer 44 is disposed is provided. The effect of having the central link member 7 in this configuration is the same as that of the above embodiment.

この発明の一実施形態を図9〜図11と共に説明する。上記各提案例は、中央リンク部材7が1つの板材からなるが、この実施形態では中央リンク部材7が2つ以上の板材からなる。図9〜図11に示すパラレルリンク機構は、図1〜図4に示すものに対して、中央リンク部材7を2つの板材からなる構成に変更している。また、図12、図13に示すパラレルリンク機構は、図6〜図8に示すものに対して、中央リンク部材7を2つの板材からなる構成に変更している。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Each proposed example is a central link member 7 is made of a single plate member, the intermediate link member 7 is Ru Tona two or more sheet material in this embodiment. In the parallel link mechanism shown in FIGS. 9 to 11, the central link member 7 is changed to a structure composed of two plate members as compared with the structure shown in FIGS. Moreover, the parallel link mechanism shown in FIG. 12, FIG. 13 has changed the center link member 7 into the structure which consists of two board | plate materials with respect to what is shown in FIGS.

図9〜図11に示すパラレルリンク機構1の中央リンク部材7は、板面同士を向き合わせて互いに一定間隔を開けて並ぶ第1の板材51および第2の板材52からなり、これら第1および第2の板材51,52の両端間に、軸受53を内蔵した端部リンク部材5が配置される。内側すなわち姿勢変更中心Oに対して近い側に位置する第1の板材51は、板厚方向の曲がり部51aを2箇所有し、外側すなわち姿勢変更中心Oに対して遠い側に位置する第2の板材52は、板厚方向の曲がり部52aを1箇所有する。つまり、第1の板材51の曲がり部51aの数よりも第2の曲がり部52aの数が少ない。曲がり部51a,52aの曲がり方向は、各板材51,52の中間部が内側に突出する方向である。各板材51,52は、例えば金属板からなり、曲がり部51a,52aを板金曲げ加工により折り曲げている。   The central link member 7 of the parallel link mechanism 1 shown in FIGS. 9 to 11 is composed of a first plate member 51 and a second plate member 52 that face each other and are spaced from each other at a predetermined interval. An end link member 5 having a built-in bearing 53 is disposed between both ends of the second plate members 51 and 52. The first plate member 51 located on the inner side, that is, on the side closer to the posture change center O, has two bent portions 51a in the plate thickness direction, and is located on the outer side, that is, on the side far from the posture change center O. The plate member 52 has one bent portion 52a in the plate thickness direction. That is, the number of second bent portions 52a is smaller than the number of bent portions 51a of the first plate member 51. The bending direction of the bent portions 51a and 52a is a direction in which an intermediate portion of each plate material 51 and 52 protrudes inward. The plate members 51 and 52 are made of, for example, a metal plate, and the bent portions 51a and 52a are bent by sheet metal bending.

前記軸受53は、例えば深溝玉軸受等の転がり軸受であり、その外輪(図示せず)が端部リンク部材5の軸受設置孔54の内周に嵌合し、その内輪(図示せず)が中央リンク部材7に固定された回転軸55の外周に嵌合している。回転軸55は、第2の板材52に設けられた貫通孔56、筒状のスペーサ57、軸受53の内輪、筒状のスペーサ58、および第1の板材51に設けられた貫通孔59に挿通される。そして、回転軸55のねじ部55aにナット60を螺着し、回転軸55の大径部55bと前記ナット60とで、板材51,52、軸受53、およびスペーサ57,58を挟み付けることで、軸受53に予圧を付与した状態で、回転軸55に端部リンク部材5,6を連結する。   The bearing 53 is a rolling bearing such as a deep groove ball bearing, for example, and an outer ring (not shown) is fitted into the inner periphery of the bearing installation hole 54 of the end link member 5, and an inner ring (not shown) is provided. The rotary shaft 55 fixed to the central link member 7 is fitted on the outer periphery. The rotary shaft 55 is inserted into a through hole 56 provided in the second plate member 52, a cylindrical spacer 57, an inner ring of the bearing 53, a cylindrical spacer 58, and a through hole 59 provided in the first plate member 51. Is done. Then, the nut 60 is screwed onto the threaded portion 55a of the rotating shaft 55, and the plate members 51, 52, the bearing 53, and the spacers 57, 58 are sandwiched between the large diameter portion 55b of the rotating shaft 55 and the nut 60. The end link members 5 and 6 are connected to the rotary shaft 55 in a state where a preload is applied to the bearing 53.

このように、中央リンク部材7を、2つの板材51,52が板面同士を互いに向き合わせて並列に配置した構成とすると、中央リンク部材7の強度を確保しつつ、各板材51,52の板厚を薄くすることができる。それにより、中央リンク部材7を安価に製造できると共に、軽量化を図ることができる。また、2つの板材51,52で回転軸55の両端を支持するため、回転対偶部のモーメント荷重に対する剛性が高くなり、パラレルリンク機構1全体の剛性が向上する。   As described above, when the central link member 7 is configured in such a manner that the two plate members 51 and 52 are arranged in parallel with the plate surfaces facing each other, the strength of the central link member 7 is ensured, and each of the plate members 51 and 52 is secured. The plate thickness can be reduced. Thereby, the central link member 7 can be manufactured at a low cost, and the weight can be reduced. Further, since both ends of the rotating shaft 55 are supported by the two plate members 51 and 52, the rigidity against the moment load of the rotating pair is increased, and the rigidity of the parallel link mechanism 1 as a whole is improved.

第2の板材52の貫通孔56は、図11(B)のように、回転軸55(図10)の直径とほぼ同径の円形であるのに対し、第1の板材51の貫通孔59は、図11(A)のように、この板材51の長手方向に長い長孔とされている。つまり、第2の板材52の貫通孔56は、この貫通孔56に挿通される回転軸55との間にすきまが生じないタイトな孔であり、第1の板材51の貫通孔59は、この貫通孔59に挿通される回転軸55との間にすきまが生じるルーズな孔である。このような貫通孔56,59としたのは、組立て性を高めるための工夫である。   The through hole 56 of the second plate member 52 is a circle having the same diameter as the rotation shaft 55 (FIG. 10) as shown in FIG. 11B, whereas the through hole 59 of the first plate member 51 is. As shown in FIG. 11A, the plate material 51 is a long hole in the longitudinal direction. That is, the through hole 56 of the second plate member 52 is a tight hole in which no gap is generated between the through hole 56 and the rotating shaft 55 inserted through the through hole 56, and the through hole 59 of the first plate member 51 is It is a loose hole in which a clearance is generated between the rotary shaft 55 inserted through the through hole 59. Such through-holes 56 and 59 are devised for improving the assemblability.

中央リンク部材7の組立て方法を説明する。まず、回転軸55を第2の板材52の貫通孔56に外側から挿通した後、回転軸55に対して内側からスペーサ57、軸受53の内輪、スペーサ58を順に嵌め込む。そして、回転軸55の先端を第1の板材51の貫通孔59に挿通する。中央リンク部材7の両端に設けられる2つの回転軸55は互いに角度を持っているため、回転軸55の先端がスペーサ58よりも大きく突出していると、2つの回転軸55を貫通孔59に挿通することができない。   A method for assembling the central link member 7 will be described. First, after the rotating shaft 55 is inserted into the through hole 56 of the second plate member 52 from the outside, the spacer 57, the inner ring of the bearing 53, and the spacer 58 are sequentially fitted into the rotating shaft 55 from the inside. Then, the tip of the rotating shaft 55 is inserted into the through hole 59 of the first plate member 51. Since the two rotary shafts 55 provided at both ends of the central link member 7 have an angle with each other, if the tip of the rotary shaft 55 protrudes larger than the spacer 58, the two rotary shafts 55 are inserted into the through holes 59. Can not do it.

そこで、回転軸55の突出量を少なくした状態で、回転軸55に対して第1の板材51の貫通孔59を位置合わせしてから、回転軸55を進出させて貫通孔59に挿通する。第1の板材51の貫通孔59は長孔であり、前記位置合わせに融通性があるため、回転軸55と貫通孔59の正確な位置合わせをする必要がなく、しかも回転軸55の先端がスペーサ58から少し程度突出しているだけなら、第1の板材51を適宜ずらしたり傾けたりすることで回転軸55を貫通孔59に挿入することができる。最後に、回転軸55の雄ねじ部55aにナット60を螺着して、このナット60を締め付けることで、中央リンク部材7の組立てが完了する。
この方法であると、先端が突出した回転軸55に対して貫通孔59を嵌める際に、目視での位置合わせが可能であり、組立て作業性が良い。タイトな孔である第2の部材52の貫通孔56に回転軸55が挿通されているため、中央リンク部材7と回転軸55の連結部の組立て精度は確保できる。
Therefore, with the amount of protrusion of the rotating shaft 55 reduced, the through hole 59 of the first plate member 51 is aligned with the rotating shaft 55, and then the rotating shaft 55 is advanced and inserted into the through hole 59. The through hole 59 of the first plate member 51 is a long hole, and the positioning is flexible. Therefore, it is not necessary to accurately align the rotation shaft 55 and the through hole 59, and the tip of the rotation shaft 55 is positioned at the tip. If only a little protruding from the spacer 58, the rotation shaft 55 can be inserted into the through hole 59 by appropriately shifting or tilting the first plate member 51. Finally, the nut 60 is screwed onto the male screw portion 55a of the rotating shaft 55, and the nut 60 is tightened to complete the assembly of the central link member 7.
With this method, when the through hole 59 is fitted to the rotating shaft 55 whose tip protrudes, visual alignment is possible, and assembly workability is good. Since the rotary shaft 55 is inserted through the through hole 56 of the second member 52 that is a tight hole, the assembly accuracy of the connecting portion between the central link member 7 and the rotary shaft 55 can be ensured.

図12、図13に示すパラレルリンク機構1の中央リンク部材7は、板面同士を向き合わせて互いに一定間隔を開けて並ぶ第1の板材51および第2の板材52と、これら板材51,52の両端間に固定された2つの軸受ハウジング62とからなる。前記同様に、内側に位置する第1の板材51は、板厚方向の曲がり部51aを2箇所有し、外側に位置する第2の板材52は、板厚方向の曲がり部52aを1箇所有する。軸受ハウジング62には、端部リンク部材5と中央リンク部材7の回転対偶部に設けられる回転軸63を回転自在に支持する軸受64が設置されている。この実施形態では、端部リンク部材5も板材からなり、この板材である端部リンク部材5の外径側に中央リンク部材7が配置される。   The central link member 7 of the parallel link mechanism 1 shown in FIG. 12 and FIG. 13 includes a first plate member 51 and a second plate member 52 that face each other and are spaced apart from each other, and these plate members 51, 52. The two bearing housings 62 are fixed between both ends. Similarly to the above, the first plate member 51 located on the inner side has two bent portions 51a in the plate thickness direction, and the second plate member 52 located on the outer side has one bent portion 52a in the plate thickness direction. . The bearing housing 62 is provided with a bearing 64 that rotatably supports a rotating shaft 63 provided at a rotating pair of the end link member 5 and the central link member 7. In this embodiment, the end link member 5 is also made of a plate material, and the central link member 7 is arranged on the outer diameter side of the end link member 5 that is this plate material.

前記軸受64は例えば深溝玉軸受等の転がり軸受であり、軸受64の内輪(図示せず)が回転軸63の外周に嵌合し、軸受64の外輪(図示せず)が軸受ハウジング62の内周に嵌合している。回転軸64は、端部リンク部材5に設けられた軸挿通孔5b、筒状のスペーサ65、軸受64の内輪、および筒状のスペーサ66に内径側から挿通され、この回転軸63の頭部63aとねじ部63bに螺着されたナット67とで前記各部品を挟み付けることで、軸受64に予圧を付与した状態で端部リンク部材5に連結される。   The bearing 64 is a rolling bearing such as a deep groove ball bearing, for example. An inner ring (not shown) of the bearing 64 is fitted to the outer periphery of the rotating shaft 63, and an outer ring (not shown) of the bearing 64 is an inner part of the bearing housing 62. It is fitted around the circumference. The rotation shaft 64 is inserted from the inner diameter side into the shaft insertion hole 5 b provided in the end link member 5, the cylindrical spacer 65, the inner ring of the bearing 64, and the cylindrical spacer 66, and the head of the rotation shaft 63 The parts are clamped by 63a and a nut 67 screwed to the threaded portion 63b, so that the bearing 64 is connected to the end link member 5 with a preload applied thereto.

図14、図15は、図9〜図11のパラレルリンク機構1を用いたリンク作動装置を示す。図14において、このリンク作動装置70は、パラレルリンク機構1と、このパラレルリンク機構1を支持する土台71と、パラレルリンク機構1を作動させる複数の姿勢変更用アクチュエータ72とで構成される。姿勢変更用アクチュエータ72を動作させることで、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢を変更する。土台71と、パラレルリンク機構1の基端側のリンクハブ2との間にはスペーサ73を介在させてある。先端側のリンクハブ3には、エンドエフェクタ74が設置される。   14 and 15 show a link actuating device using the parallel link mechanism 1 shown in FIGS. 9 to 11. In FIG. 14, the link actuating device 70 includes a parallel link mechanism 1, a base 71 that supports the parallel link mechanism 1, and a plurality of posture changing actuators 72 that actuate the parallel link mechanism 1. By operating the posture changing actuator 72, the posture of the link hub 3 on the distal end side with respect to the link hub 2 on the proximal end side is changed. A spacer 73 is interposed between the base 71 and the link hub 2 on the base end side of the parallel link mechanism 1. An end effector 74 is installed on the link hub 3 on the distal end side.

図15に示すように、パラレルリンク機構1の3組のリンク機構4のすべてに、基端側の端部リンク部材5を回動させる前記姿勢変更用アクチュエータ72と、この姿勢変更用アクチュエータ72の動作量を基端側の端部リンク部材5に減速して伝達する減速機構81とが設けられている。姿勢変更用アクチュエータ72はロータリアクチュエータ、より詳しくは減速機72a付きのサーボモータであって、モータ固定部材82により土台71に固定されている。減速機構81は、姿勢変更用アクチュエータ72の減速機72aと、歯車式の減速部83とでなる。   As shown in FIG. 15, the posture change actuator 72 that rotates the end link member 5 on the proximal end side of all three sets of link mechanisms 4 of the parallel link mechanism 1, and the posture change actuator 72 A speed reduction mechanism 81 that decelerates and transmits the operation amount to the end link member 5 on the base end side is provided. The posture changing actuator 72 is a rotary actuator, more specifically, a servomotor with a speed reducer 72 a, and is fixed to the base 71 by a motor fixing member 82. The speed reducing mechanism 81 includes a speed reducer 72 a of the posture changing actuator 72 and a gear type speed reducing portion 83.

歯車式の減速部83は、姿勢変更用アクチュエータ72の出力軸72bにカップリング85を介して回転伝達可能に連結された小歯車86と、基端側の端部リンク部材5に固定され前記小歯車86と噛み合う大歯車87とで構成されている。例えば、小歯車86および大歯車87は平歯車であり、大歯車87は、扇形の周面にのみ歯が形成された扇形歯車である。大歯車87は小歯車86よりもピッチ円半径が大きく、姿勢変更用アクチュエータ72の出力軸72bの回転が基端側の端部リンク部材5へ、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との回転対偶の回転軸回りの回転に減速して伝達される。   The gear-type speed reducing portion 83 is fixed to the small gear 86 connected to the output shaft 72b of the posture changing actuator 72 via a coupling 85 so as to be able to transmit rotation, and to the end link member 5 on the base end side and fixed to the small gear 86. A large gear 87 that meshes with the gear 86 is formed. For example, the small gear 86 and the large gear 87 are spur gears, and the large gear 87 is a sector gear in which teeth are formed only on the circumferential surface of the sector. The large gear 87 has a larger pitch circle radius than the small gear 86, and the rotation of the output shaft 72 b of the attitude changing actuator 72 is transferred to the end link member 5 on the base end side and the link hub 2 on the base end side and the base end side. It is decelerated and transmitted to the rotation around the rotation axis of the rotation pair with the end link member 5.

小歯車86は、歯部の両側に突出する軸部を有し、両軸部のそれぞれが2つの軸受88により回転自在に支持されている。2つの軸受88は、土台71に設置された回転支持部材89に設けられている。前記軸受88は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受である。図示例のように玉軸受を複列で配列する以外に、ローラ軸受や滑り軸受を用いても良い。   The small gear 86 has shaft portions protruding on both sides of the tooth portion, and each of the shaft portions is rotatably supported by two bearings 88. The two bearings 88 are provided on a rotation support member 89 installed on the base 71. The bearing 88 is a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing. In addition to arranging the ball bearings in a double row as shown in the figure, a roller bearing or a sliding bearing may be used.

図示例では、歯車式の減速部83に平歯車を使用しているが、その他の機構(例えば、かさ歯車やウォーム機構)でも良い。また、図示例では、大歯車87が基端側の端部リンク部材5と別部材であり、基端側の端部リンク部材5に対してボルト等により着脱可能に取付けられているが、大歯車87は基端側の端部リンク部材5と一体であっても良い。   In the illustrated example, a spur gear is used for the gear-type reduction unit 83, but other mechanisms (for example, a bevel gear or a worm mechanism) may be used. In the illustrated example, the large gear 87 is a separate member from the base end side end link member 5 and is detachably attached to the base end side end link member 5 by bolts or the like. The gear 87 may be integrated with the end link member 5 on the base end side.

このリンク作動装置70は、3組のリンク機構4のすべてに姿勢変更用アクチュエータ72および減速機構81を設けたことで、パラレルリンク機構1や減速機構81のガタを詰めるように制御することが可能となり、先端側のリンクハブ3の位置決め精度が向上すると共に、リンク作動装置70自体の高剛性化を実現できる。   The link actuating device 70 can be controlled so as to close the backlash of the parallel link mechanism 1 and the speed reduction mechanism 81 by providing the posture changing actuator 72 and the speed reduction mechanism 81 in all of the three sets of link mechanisms 4. Thus, the positioning accuracy of the link hub 3 on the distal end side is improved, and the rigidity of the link operating device 70 itself can be increased.

また、減速機構81の歯車式の減速部83は、小歯車86と大歯車87の組合せからなり、例えば10以上の高い減速比を得ることができる。減速比が高いと、エンコーダ等による位置決め分解能が高くなるため、先端側のリンクハブ3の位置決め分解能が向上する。また、低出力の姿勢変更用アクチュエータ72を使用することができる。この実施形態では減速機72a付きの姿勢変更用アクチュエータ72を使用しているが、歯車式の減速部83の減速比が高ければ、減速機無しの姿勢変更用アクチュエータ72を使用することも可能となり、姿勢変更用アクチュエータ72を小型化できる。   The gear-type reduction unit 83 of the reduction mechanism 81 is a combination of a small gear 86 and a large gear 87, and can obtain a high reduction ratio of 10 or more, for example. If the reduction ratio is high, the positioning resolution of the encoder or the like is increased, and the positioning resolution of the link hub 3 on the distal end side is improved. Further, a low output posture changing actuator 72 can be used. In this embodiment, the posture changing actuator 72 with the speed reducer 72a is used. However, if the reduction ratio of the gear-type speed reducing portion 83 is high, the posture changing actuator 72 without the speed reducer can be used. The posture changing actuator 72 can be reduced in size.

図16は、図12、図13のパラレルリンク機構1を用いたリンク作動装置を示す。このリンク作動装置90は、パラレルリンク機構1と、このパラレルリンク機構1を支持する土台92と、パラレルリンク機構1を作動させる複数の姿勢変更用アクチュエータ93と、これら姿勢変更用アクチュエータ93の動作によりパラレルリンク機構1を作動させるコントローラ94とを備える。姿勢変更用アクチュエータ93を制御する制御装置(図示せず)は、コントローラ94内に設けられていても良く、コントローラ94と別に設けられていても良い。   FIG. 16 shows a link actuating device using the parallel link mechanism 1 of FIGS. The link actuating device 90 includes a parallel link mechanism 1, a base 92 that supports the parallel link mechanism 1, a plurality of posture changing actuators 93 that actuate the parallel link mechanism 1, and operations of these posture changing actuators 93. And a controller 94 that operates the parallel link mechanism 1. A control device (not shown) for controlling the posture changing actuator 93 may be provided in the controller 94 or may be provided separately from the controller 94.

前記土台92は縦長の部材であって、その上面にパラレルリンク機構1の基端側のリンクハブ2が固定されている。土台92の上部の外周にはつば状のアクチュエータ取付台95が設けられ、このアクチュエータ取付台95に前記姿勢変更用アクチュエータ93が垂下状態で取り付けられている。姿勢変更用アクチュエータ93の数は、リンク機構4と同数の3個である。姿勢変更用アクチュエータ93はロータリアクチュエータからなり、その出力軸に取り付けたかさ歯車96と基端側のリンクハブ2の軸部材33に取り付けた扇形のかさ歯車97とが噛み合っている。
なお、この例では、リンク機構4と同数の姿勢変更用アクチュエータ93が設けられているが、3組のリンク機構4のうち少なくとも2組に姿勢変更用アクチュエータ93が設けられていれば、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢を確定することができる。
The base 92 is a vertically long member, and the link hub 2 on the base end side of the parallel link mechanism 1 is fixed to the upper surface thereof. A collar-shaped actuator mounting base 95 is provided on the outer periphery of the upper portion of the base 92, and the posture changing actuator 93 is attached to the actuator mounting base 95 in a suspended state. The number of posture changing actuators 93 is three, which is the same as the number of link mechanisms 4. The posture changing actuator 93 is a rotary actuator, and a bevel gear 96 attached to the output shaft of the posture change actuator 93 and a fan-shaped bevel gear 97 attached to the shaft member 33 of the link hub 2 on the base end side mesh with each other.
In this example, the same number of posture changing actuators 93 as the link mechanisms 4 are provided, but if the posture changing actuators 93 are provided in at least two of the three sets of link mechanisms 4, the base end The posture of the link hub 3 on the distal end side with respect to the link hub 2 on the side can be determined.

このリンク作動装置90は、コントローラ94を操作して各姿勢変更用アクチュエータ93を回転駆動することで、パラレルリンク機構1を作動させる。詳しくは、姿勢変更用アクチュエータ93を回転駆動すると、その回転が一対のかさ歯車96,97を介して軸部材33に伝達されて、基端側のリンクハブ2に対する基端側の端部リンク部材5の角度が変更する。それにより、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の位置および姿勢が決まる。ここでは、かさ歯車96,97を用いて基端側の端部リンク部材5の角度を変更しているが、その他の機構(例えば、平歯車やウォーム機構)でも良い。   The link operating device 90 operates the parallel link mechanism 1 by operating the controller 94 to rotationally drive each posture changing actuator 93. Specifically, when the posture changing actuator 93 is rotationally driven, the rotation is transmitted to the shaft member 33 via a pair of bevel gears 96 and 97, and the proximal end side link member with respect to the proximal end side link hub 2. The angle of 5 changes. Accordingly, the position and posture of the distal end side link hub 3 with respect to the proximal end side link hub 2 are determined. Here, the angle of the end link member 5 on the base end side is changed using the bevel gears 96 and 97, but other mechanisms (for example, a spur gear and a worm mechanism) may be used.

1…パラレルリンク機構
2…基端側のリンクハブ
3…先端側のリンクハブ
4…リンク機構
5…基端側の端部リンク部材
6…先端側の端部リンク部材
7…中央リンク部材
7a…曲がり部
51…第1の板材
51a…曲がり部
52…第2の板材
52a…曲がり部
53…軸受
55…回転軸
56…貫通孔(タイトな孔)
59…貫通孔(ルーズな孔)
62…軸受ハウジング
63…回転軸
64…軸受
70…リンク作動装置
72…姿勢変更用アクチュエータ
90…リンク作動装置
93…姿勢変更用アクチュエータ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Parallel link mechanism 2 ... Base end side link hub 3 ... Front end side link hub 4 ... Link mechanism 5 ... Base end side end link member 6 ... Front end side end link member 7 ... Central link member 7a ... Bent part 51 ... first plate material 51a ... bent part 52 ... second plate material 52a ... bent part 53 ... bearing 55 ... rotating shaft 56 ... through hole (tight hole)
59 ... Through hole (loose hole)
62 ... Bearing housing 63 ... Rotating shaft 64 ... Bearing 70 ... Link actuator 72 ... Posture change actuator 90 ... Link actuator 93 ... Posture change actuator

Claims (5)

基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブを、3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結し、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを備え、
前記中央リンク部材は、板厚方向の曲がり部を2箇所以上有する第1の板材と、この第1の板材よりも板厚方向の曲がり部の数が少ない第2の板材とを備えることを特徴とするパラレルリンク機構。
The link hub on the distal end side is connected to the link hub on the proximal end side through three or more sets of link mechanisms in such a manner that the posture can be changed, and each of the link mechanisms includes a link hub on the proximal end side and a link hub on the distal end side. End link members on the base end side and the tip end side, one end of which is rotatably connected to the link hub, and a center on which both ends are rotatably connected to the other ends of the end link members on the base end side and the tip end side, respectively. A link member,
The central link member includes a first plate member having two or more bent portions in the plate thickness direction, and a second plate member having a smaller number of bent portions in the plate thickness direction than the first plate member. Parallel link mechanism.
請求項1に記載のパラレルリンク機構において、前記中央リンク部材を構成する前記第1及び第2の板材は金属板であり、前記曲がり部を板金曲げ加工により形成したパラレルリンク機構。 2. The parallel link mechanism according to claim 1, wherein the first and second plate members constituting the central link member are metal plates, and the bent portion is formed by sheet metal bending. 請求項1または請求項2に記載のパラレルリンク機構において、前記端部リンク部材と前記中央リンク部材の回転対偶部は、前記第1の板材および第2の板材の間に、軸受を内蔵した前記端部リンク部材を配置し、前記第1の板材および第2の板材にそれぞれ設けられた貫通孔および前記軸受の内輪に回転軸を挿通し、前記第1の板材および第2の板材、前記軸受の内輪、および前記回転軸を互いに固定したパラレルリンク機構。 3. The parallel link mechanism according to claim 1 , wherein the rotation link portion of the end link member and the central link member includes a bearing between the first plate member and the second plate member. An end link member is arranged, a rotary shaft is inserted into a through hole provided in each of the first plate member and the second plate member, and an inner ring of the bearing, and the first plate member, the second plate member, and the bearing A parallel link mechanism in which the inner ring and the rotating shaft are fixed to each other. 請求項に記載のパラレルリンク機構において、前記第1の板材および第2の板材のうちの一方の板材に設けられた前記貫通孔は、この貫通孔に挿通される前記回転軸との間にすきまが生じないタイトな孔であり、もう一方の板材に設けられた前記貫通孔は、この貫通孔に挿通される前記回転軸との間にすきまが生じるルーズな孔であるパラレルリンク機構。 4. The parallel link mechanism according to claim 3 , wherein the through hole provided in one of the first plate member and the second plate member is between the rotation shaft inserted through the through hole. A parallel link mechanism which is a tight hole in which no gap is generated, and the through hole provided in the other plate member is a loose hole in which a gap is formed between the rotation shaft inserted into the through hole. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のパラレルリンク機構において、前記3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢変更用アクチュエータを設けたことを特徴とするリンク作動装置。 In the parallel link mechanism according to any one of claims 1 to 4, the two or more sets of linkage among the three or more sets of link mechanisms, the distal side relative to the proximal end side link hub A link actuating device comprising a posture changing actuator for arbitrarily changing the posture of a link hub.
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