JP6502115B2 - Articulated Robot with Link Actuator - Google Patents

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Description

この発明は、医療機器や産業機器等の高速、高精度、および広範な作動範囲を必要とする機器や人と共存するロボット等に用いられるリンク作動装置を用いた6自由度以上の多関節ロボットに関する。   The present invention relates to a multi-joint robot having six or more degrees of freedom using a link operating device used for a device requiring a high speed, high accuracy, and a wide operating range such as a medical device or an industrial device or a robot coexisting with a person. About.

医療機器や産業機器等の高速、高精度、および広範な作動範囲を必要とする機器や人と共存するロボット等に用いられる多関節ロボットが、特許文献1、2に提案されている。特許文献1の多関節ロボットは、回転1自由度の機構を組み合わせて構成されている。特許文献2の多関節ロボットは、回転2自由度のリンク作動装置が用いられている。   Patent documents 1 and 2 propose multi-joint robots used for devices that require high speed, high accuracy, and a wide operating range such as medical devices and industrial devices, and robots that coexist with people. The articulated robot of Patent Document 1 is configured by combining a mechanism with one rotation degree of freedom. In the articulated robot of Patent Document 2, a link actuation device with two rotational degrees of freedom is used.

特開2005−329521号公報JP 2005-329521 A 米国特許第6,658,962号明細書U.S. Patent No. 6,658,962

特許文献1の多関節ロボットは、すべての関節部が回転1自由度の構成であるため、例えば多関節ロボットが人や物に衝突した場合、その衝突を検知し難い方向があり、安全面で問題がある。また、先端に搭載するエンドエフェクタの姿勢を少し変更するだけでも複数のモータを駆動する必要があり、木目細かい作業が出来ないといった問題がある。   The articulated robot of Patent Document 1 has a configuration in which all the joints have one rotational degree of freedom, so when, for example, the articulated robot collides with a person or a thing, there is a direction that makes it difficult to detect the collision. There's a problem. In addition, even if the attitude of the end effector mounted on the tip is slightly changed, it is necessary to drive a plurality of motors, and there is a problem that fine work can not be performed.

特許文献2の多関節ロボットは、滑らかな回転2自由度の動作が可能なリンク作動装置を設けたことにより、安全面の問題は解決できる。しかし、リンク作動装置の駆動機構部が外向きに突出しており、装置全体が大きくなり、また突出する部分と干渉して作動範囲が狭くなるといった問題がある。また、リンク作動装置の負荷が大きく、木目細かい作業が出来ないことが予想される。   The articulated robot of Patent Document 2 can solve the safety problem by providing a link actuation device capable of smooth rotation and two degrees of freedom. However, there is a problem that the drive mechanism portion of the link actuating device protrudes outward, the entire device becomes large, and interference with the projecting portion narrows the operating range. In addition, it is expected that the load on the link actuating device is large and it is impossible to carry out fine work.

この発明の目的は、可動範囲が広く、木目細かい素早い動作が可能で、動作の安全性が高く、人と共存する作業現場で使用するのに適したリンク作動装置を用いた多関節ロボットを提供することである。   The object of the present invention is to provide a multi-joint robot using a link operating device which has a wide range of motion, can be fine-grained quick motion, is highly safe in motion, and is suitable for use at work sites where people coexist It is to be.

この発明のリンク作動装置を用いた多関節ロボットは、ベースユニットと、このベースユニットに設置された多関節アームとを有し、この多関節アームは、基端側から先端側へ複数のアーム部が直列に並び、前記ベースユニットと最も基端側のアーム部、および隣合うアーム部同士がそれぞれ関節部を介して互いに相対変位可能に連結され、最も先端側のアーム部に搭載されたエンドエフェクタを用いて作業を行う6自由度以上の多関節ロボットであって、
前記複数の関節部のうちの少なくとも1つの関節部は、この関節部の両側のアーム部同士を互いに直交2軸回りに相対回転させるリンク作動装置からなり、
このリンク作動装置は、前記両側のアーム部のうちの基端側のアーム部に固定された基端側のリンクハブに対し先端側のアーム部に固定された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前記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有し、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させる姿勢制御用駆動源を設けてなり、
この姿勢制御用駆動源を、前記基端側のリンクハブが固定された前記アーム部の内部に収納状態で配置したことを基本構成とする。
An articulated robot using a link actuation device according to the present invention has a base unit and an articulated arm installed on the base unit, and the articulated arm includes a plurality of arm portions from the proximal side to the distal side. Are arranged in series, and the base unit and the most proximal arm, and the adjacent arms are mutually connected via a joint so as to be relatively displaceable, and the end effector mounted on the most distal arm A multi-joint robot with six or more degrees of freedom that performs tasks using
At least one joint unit of the plurality of joint units includes a link operating device that relatively rotates the arm units on both sides of the joint unit around two orthogonal axes,
This link actuation device comprises three sets of distal link hubs fixed to the distal end arm portion relative to the proximal end link hub fixed to the proximal end arm portion of the two arm portions. The posture is changeably connected via the above link mechanism, and each link mechanism is provided with a proximal end and a distal end whose one end is rotatably coupled to the proximal end link hub and the distal end link hub. An end link member on the side and a center link member whose both ends are rotatably connected to the other end of the end link members on the proximal end side and the distal end side, respectively, of the three or more sets of link mechanisms A drive source for attitude control that arbitrarily changes the attitude of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub in the two or more sets of link mechanisms,
The basic configuration is that this attitude control drive source is disposed in a housed state inside the arm portion to which the link hub on the proximal end side is fixed.

リンク作動装置は、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軸回りに回転自在な2自由度機構を構成する。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折れ角の最大値は約±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。複数の関節部のうち少なくとも1つの関節部に上記リンク作動装置を用いることで、折れ角90°、旋回角360°の作動範囲において特異点を持たないスムーズな動作が可能となり、木目細かい動作を実現できる。   The link actuating device has a proximal end link hub, a distal end link hub, and three or more sets of link mechanisms, and the distal end link hub can rotate about two orthogonal axes with respect to the proximal end link hub. Constitute a two-degree-of-freedom mechanism. This two-degree-of-freedom mechanism can widen the movable range of the distal end side link hub while being compact. For example, the maximum bending angle of the central axis of the proximal link hub and the central axis of the distal link hub is about ± 90 °, and the pivot angle of the distal link hub relative to the proximal link hub is It can be set in the range of 0 ° to 360 °. By using the link actuating device for at least one joint of a plurality of joints, smooth operation without singularity is possible in the operation range of 90 ° in bending angle and 360 ° in turning angle, and fine motion of wood realizable.

前記リンク作動装置の姿勢制御用駆動源を、基端側のリンクハブが固定されたアーム部の内部に収納状態で配置したため、多関節ロボットの突出部が減り、コンパクトな構成を実現できる。また、多関節アームのアーム部同士の干渉を低減できるため、可動範囲を広くとれる。さらに、突出部が少なければ、装置全体の安全性が向上し、人と共存する作業現場で使用することができる。   Since the attitude control drive source of the link actuating device is disposed in the housed state inside the arm portion to which the link hub on the proximal end side is fixed, the protrusion of the articulated robot is reduced, and a compact configuration can be realized. Further, since the interference between the arms of the articulated arm can be reduced, the movable range can be widened. In addition, the fewer protrusions, the overall safety of the device is improved and can be used at work sites that coexist with people.

この発明において、前記姿勢制御用駆動源が回転力を発生させるロータリアクチュエータである場合、各姿勢制御用駆動源にこの姿勢制御用駆動源にかかるトルクを検出するトルク検出手段を設け、このトルク検出手段の検出結果から前記先端側のリンクハブに作用する荷重を推定する荷重推定手段を設けても良い。
これにより、多関節ロボットに不測の負荷がかかった場合、例えば人や物に衝突した場合にこれを検知することができる。各姿勢制御用駆動源にトルク検出手段を設けたため、様々な方向からの外力を検知できる。このため、不測の負荷がかかったときに、動作を停止する等の回避動作をとることができ、安全である。
姿勢制御用駆動源にトルク検出手段を設けることで、荷重検出用のセンサを別に設けることなく、先端側のリンクハブに作用する荷重を推定することができ、多関節ロボットのコンパクト化やコスト低減に繋がる。また、リンク作動装置の作動範囲内において、特異点がなく全方向にスムーズに動かせる構成であるため、先端側のリンクハブに様々な方向から荷重が作用した場合でも姿勢制御用駆動源に確実にトルクが伝達され、正確な荷重を推定することができる。
In the present invention, when the attitude control drive source is a rotary actuator that generates a rotational force, each attitude control drive source is provided with torque detection means for detecting the torque applied to the attitude control drive source, and this torque detection is performed. A load estimation means may be provided for estimating the load acting on the tip end side link hub from the detection result of the means.
Thereby, when an unexpected load is applied to the articulated robot, for example, when it collides with a person or a thing, this can be detected. Since each attitude control drive source is provided with torque detection means, external forces from various directions can be detected. Therefore, when an unexpected load is applied, it is possible to take an evasion operation such as stopping the operation, which is safe.
By providing torque detection means in the attitude control drive source, it is possible to estimate the load acting on the link hub on the tip side without separately providing a sensor for load detection, making the articulated robot compact and reducing the cost. Lead to In addition, since it is configured to move smoothly in all directions without singular points within the working range of the link actuation device, even when a load is applied to the link hub on the tip end side from various directions, it is assured that the attitude control drive source The torque is transmitted and an accurate load can be estimated.

この発明において、前記姿勢制御用駆動源は回転力を発生させるロータリアクチュエータである場合、前記姿勢制御用駆動源をその出力軸が前記基端側のリンクハブの中心軸と平行となるように設置し、入力側軸と出力側軸とが互いに直交した軸直交型減速機を介して前記姿勢制御用駆動源の回転力を前記基端側の端部リンク部材に伝達し、前記姿勢制御用駆動源および前記軸直交型減速機を前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材との回転対偶部よりも内径側に配置すると良い。
なお、リンクハブの中心軸は、前記リンクハブと前記端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記端部リンク部材と前記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前記リンクハブの球面リンク中心と称する場合に、この球面リンク中心を通り前記リンクハブと前記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のことである。
この構成であると、姿勢制御用駆動源、軸直交減速機等からなる駆動機構部を径方向にコンパクトな構成とすることができ、姿勢制御用駆動源をアーム部の内部に収納し易い。
In the present invention, when the attitude control drive source is a rotary actuator that generates a rotational force, the attitude control drive source is installed such that its output shaft is parallel to the central axis of the proximal end link hub. And the rotational force of the drive source for attitude control is transmitted to the end link member on the proximal end side via an axis orthogonal type reduction gear in which the input side axis and the output side axis are orthogonal to each other, and the drive for attitude control It is preferable that the source and the axially orthogonal type reduction gear be disposed on the inner diameter side of the rotational couple of the proximal end link hub and the proximal end link member.
The central axis of the link hub is the point at which the central axis of each rotational pair of the link hub and the end link member and the central axis of each rotational pair of the end link member and the central link member intersect When referred to as the spherical link center of the link hub, it is a straight line passing through the spherical link center and intersecting at right angles with the central axis of the rotation couple of the link hub and the end link member.
With this configuration, the drive mechanism portion including the attitude control drive source, the axis orthogonal reduction gear, and the like can be made compact in the radial direction, and the attitude control drive source can be easily accommodated inside the arm portion.

この発明において、前記複数のアーム部のうちの少なくとも1つのアーム部は、このアーム部の基端と先端にそれぞれ配置された基端エンド部材と先端エンド部材とを複数本のシャフトで連結したシャフト連結型のアーム部である。
シャフト連結型のアーム部は、内部に空間ができるため軽量化が可能である。また、シャフト連結型のアーム部にリンク作動装置を設置する場合、このリンク作動装置の姿勢制御用駆動源をシャフト連結型のアーム部の内部に配置し易い。
In the present invention, at least one arm portion of the plurality of arm portions is a shaft in which a proximal end member and a distal end member respectively disposed at the proximal end and the distal end of the arm portion are connected by a plurality of shafts. Ru arm portion der of-linked.
The shaft-connected arm portion can be reduced in weight because there is space inside. Further, when the link actuation device is installed in the shaft connection type arm portion, it is easy to dispose the attitude control drive source of the link actuation device inside the shaft connection type arm portion.

前記シャフト連結型のアーム部は、前記リンク作動装置からなる関節部の基端側のアーム部であっても良い。この場合に、前記シャフト連結型のアーム部の前記先端エンド部材が前記リンク作動装置の前記基端側のリンクハブであると、シャフト連結型のアーム部とリンク作動装置とで部材を共用することとなり、部品点数が減り、軽量・コンパクト化を実現できる。   The shaft-connected arm portion may be a proximal end side arm portion of a joint portion including the link actuation device. In this case, if the distal end member of the shaft-connected arm is the link hub on the proximal end side of the link actuator, the shaft-connected arm and the link actuator share members. Thus, the number of parts can be reduced, and lightness and compactness can be realized.

この発明において、前記シャフト連結型のアーム部前記リンク作動装置からなる関節部の基端側のアーム部であり、前記シャフト連結型のアーム部の前記シャフトの個数と前記姿勢制御用駆動源の個数とが同じであり、隣合う前記姿勢制御用駆動源の間に前記シャフトを1つずつ配置する。
また、前記基端側のリンクハブの前記先端エンド部材となる基端部材に配線用の貫通孔を設ける。前記複数本のシャフトは、前記貫通孔の周囲に円周方向に並んでいてもよい。 この構成であると、重量的にバランスが取れるうえ、アーム部の中央部にできた空間に配線等を通すことができる。
In the present invention, the arm portion of the shaft coupling type is arm portion of the base end side of the joint portion consisting of the link actuator, the number and the attitude control drive source of the shaft of the arm portion of the shaft-linked number and are the same, you place the shaft one by one between adjacent said attitude control drive source.
In addition, a through hole for wiring is provided in the base end member which is the tip end member of the link hub on the base end side. The plurality of shafts may be circumferentially arranged around the through hole. With this configuration, it is possible to achieve balance in weight and to allow wiring and the like to pass through the space formed at the center of the arm portion.

この発明において、前記多関節アームが、基端側から先端側へ直列に並ぶn個の前記アーム部を有する場合、基端側から(n−1)のアーム部とn番目のアーム部とを連結する関節部、または基端側からn番目のアーム部と前記エンドエフェクタとを連結する関節部が、前記リンク作動装置からなる関節部であると良い。
この構成であると、この多関節ロボットの多関節アームを人間の腕と見做した場合、手首関節に相当する箇所に、手首関節に近い動作が可能な回転2自由度のリンク作動装置からなる関節部を配置したため、リンク作動装置に作用する負荷が小さく、より高速で木目細かい動作が可能となる。
In the present invention, in the case where the articulated arm has n arm units arranged in series from the proximal side to the distal side, an (n-1) arm unit and an n-th arm unit from the proximal side The joint to be connected or the joint to connect the n-th arm from the proximal side to the end effector may be a joint consisting of the link actuation device.
In this configuration, when the articulated arm of this articulated robot is regarded as a human arm, a link operation device with two degrees of freedom capable of movement close to the wrist joint is provided at a location corresponding to the wrist joint. Since the joints are arranged, the load acting on the link actuating device is small, and high-speed and fine-grained operation is possible.

この発明において、1つの前記ベースユニットに前記多関節アームを2つ設置すると良い。
これにより、人が両手で行うような作業が可能となる。
In the present invention, it is preferable to install two of the articulated arms on one base unit.
This makes it possible for a person to perform work with both hands.

前記2つの多関節アームは、前記ベースユニットの互いに対称となる面に最も基端側の前記アーム部が設置されていると良い。
この構成とすることで、人と同じような双腕型のロボットの形状となり、人と同じような作業を行うことができる。また、多関節ロボットが機能不全となった場合、多関節ロボットを撤去した跡のスペースに人が入って代替して作業を行うことができるため、生産性を大幅に下げることを防止できる。
It is preferable that the two proximal arms of the two articulated arms be disposed on the mutually symmetrical planes of the base unit.
With this configuration, it becomes a shape of a two-arm robot similar to a human, and can perform work similar to a human. In addition, when the articulated robot malfunctions, a person can enter the space where the articulated robot has been removed and substitutes for work, thereby preventing a significant reduction in productivity.

この発明のリンク作動装置を用いた多関節ロボットは、ベースユニットと、このベースユニットに設置された多関節アームとを有し、この多関節アームは、基端側から先端側へ複数のアーム部が直列に並び、前記ベースユニットと最も基端側のアーム部、および隣合うアーム部同士がそれぞれ関節部を介して互いに相対変位可能に連結され、最も先端側のアーム部に搭載されたエンドエフェクタを用いて作業を行う6自由度以上の多関節ロボットであって、前記複数の関節部のうちの少なくとも1つの関節部は、この関節部の両側のアーム部同士を互いに直交2軸回りに相対回転させるリンク作動装置からなり、このリンク作動装置は、前記両側のアーム部のうちの基端側のアーム部に固定された基端側のリンクハブに対し先端側のアーム部に固定された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前記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有し、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させる姿勢制御用駆動源を設けてなり、この姿勢制御用駆動源を、前記基端側のリンクハブが固定された前記アーム部の内部に収納状態で配置し、前記複数のアーム部のうちの少なくとも1つのアーム部は、このアーム部の基端と先端にそれぞれ配置された基端エンド部材と先端エンド部材とを複数本のシャフトで連結したシャフト連結型のアーム部であり、前記シャフト連結型のアーム部が前記リンク作動装置からなる関節部の基端側のアーム部であり、前記シャフト連結型のアーム部の前記シャフトの個数と前記姿勢制御用駆動源の個数とが同じであり、隣合う前記姿勢制御用駆動源の間に前記シャフトを1つずつ配置し、前記基端側のリンクハブの前記先端エンド部材となる基端部材に配線用の貫通孔を設けたため、可動範囲が広く、木目細かい素早い動作が可能で、動作の安全性が高く、人と共存する作業現場で使用するのに適する。 An articulated robot using a link actuation device according to the present invention has a base unit and an articulated arm installed on the base unit, and the articulated arm includes a plurality of arm portions from the proximal side to the distal side. Are arranged in series, and the base unit and the most proximal arm, and the adjacent arms are mutually connected via a joint so as to be relatively displaceable, and the end effector mounted on the most distal arm An articulated robot with six or more degrees of freedom that performs tasks using at least one joint of the plurality of joints, the arms on both sides of the joints are relative to each other around two orthogonal axes It consists of a link actuator which rotates, and this link actuator is an arm part by the side of the tip of a link hub by the side of a proximal end fixed to an arm by the side of a proximal end among the arms of the both sides The fixed distal link hub is changeably connected via three or more sets of link mechanisms, and each link mechanism has one end connected to the proximal link hub and the distal link hub. Proximal and distal end link members rotatably connected to each other, and a central link member whose both ends are rotatably connected to the other ends of the proximal and distal end end link members, respectively. An attitude control drive source for arbitrarily changing the attitude of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub in at least two of the three or more sets of link mechanisms The drive source for attitude control is disposed in the housed state inside the arm portion to which the link hub on the proximal end side is fixed , and at least one arm portion of the plurality of arm portions is the arm portion. With the proximal end of It is a shaft connection type arm unit in which a proximal end member and a distal end member arranged at each end are connected by a plurality of shafts, and the shaft connection type arm is a base of a joint unit including the link actuation device. The arm portion on the end side, wherein the number of shafts of the shaft-connected arm portion is the same as the number of attitude control drive sources, and the shaft is interposed between the attitude control drive sources adjacent to each other. Since each through hole for wiring is provided in the base end member which becomes the tip end member of the link hub on the base end side , the movable range is wide, and the fine motion can be performed quickly, and the safety of operation is achieved. Suitable for use at work sites that coexist with people.

この発明の一実施形態にかかる多関節ロボットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the articulated robot concerning one Embodiment of this invention. 一部を破断して表した図1の部分拡大図である。It is the elements on larger scale of FIG. 1 which fractured and represented one part. 同多関節ロボットのリンク作動装置の一部を省略した図である。It is the figure which abbreviate | omitted a part of link operation device of the multi-joint robot. 同リンク作動装置の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 of the link operating device. 同パラレルリンク機構の異なる状態の斜視図である。It is a perspective view of the different state of the same 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等の断面図である。It is sectional drawing of the link hub of the proximal end of the parallel link mechanism, the end part link member of a proximal end, etc. FIG. 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. この発明の他の実施形態にかかる多関節ロボットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the articulated robot concerning other embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態にかかる多関節ロボットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the articulated robot concerning further another embodiment of this invention. この発明のさらに他の実施形態にかかる多関節ロボットの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the articulated robot concerning further another embodiment of this invention.

この発明の一実施形態に係るリンク作動装置を用いた多関節ロボットを図1〜図7と共に説明する。
図1はこの多関節ロボットの概略構成を示す図である。多関節ロボット1は、ベースユニット2と、このベースユニット2に設置された多関節アーム3とからなり、多関節アーム3の先端に、被作業体(図示せず)に対して作業を行うエンドエフェクタ4が搭載されている。この例では、ベースユニット2は、水平面からなる設置面5に設置されている。ベースユニット2内には、この多関節ロボット1の動作を制御するコントローラ6が内蔵されている。コントローラ6は、ベースユニット2の外部に設置しても良い。
An articulated robot using a link actuation device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a view showing a schematic configuration of this articulated robot. The articulated robot 1 is composed of a base unit 2 and an articulated arm 3 installed on the base unit 2, and the end of the articulated arm 3 performs an operation on a workpiece (not shown). The effector 4 is mounted. In this example, the base unit 2 is installed on the installation surface 5 formed of a horizontal surface. The base unit 2 incorporates a controller 6 for controlling the operation of the articulated robot 1. The controller 6 may be installed outside the base unit 2.

多関節アーム3は、基端側から先端側へ複数(図の例では4つ)のアーム部11〜14が直列に並んでおり、前記ベースユニット2と最も基端側のアーム部11、および隣合うアーム部11〜14同士が、それぞれ関節部21〜24を介して互いに相対変位可能に連結されている。エンドエフェクタ4は、最も先端側のアーム部14に設置されている。以下の説明では、各アーム部11〜14を、基端側のものから順に「第1のアーム部11」、「第2のアーム部12」、…と称し、各関節部21〜24を、基端側のものから順に「第1の関節部21」、「第2の関節部22」、…と称することにする。   In the articulated arm 3, a plurality (four in the example shown) of arm portions 11 to 14 are arranged in series from the proximal end side to the distal end side, and the proximal end side arm portion 11 with the base unit 2, Adjacent arm portions 11 to 14 are mutually connected to be relatively displaceable via joint portions 21 to 24, respectively. The end effector 4 is disposed at the most distal arm 14. In the following description, the arm portions 11 to 14 are referred to as “first arm portion 11”, “second arm portion 12”,. It will be called "first joint 21", "second joint 22", ... in order from the proximal side.

ベースユニット2と第1のアーム部11とを連結する第1の関節部21は、前記設置面5に対して直交する回転軸7回りにベースユニット2に対して第1のアーム部11を相対回転させる回転機構からなる。第1のアーム部11の回転駆動は、ベースユニット2に設けられたモータ等の駆動源21aにより行う。   The first joint portion 21 connecting the base unit 2 and the first arm portion 11 has the first arm portion 11 relative to the base unit 2 around the rotation axis 7 orthogonal to the installation surface 5 It consists of a rotating mechanism to rotate. The rotational drive of the first arm portion 11 is performed by a drive source 21 a such as a motor provided in the base unit 2.

第1のアーム部11と第2のアーム部12とを連結する第2の関節部22は、前記設置面5と平行な回転軸8回りに第1のアーム部11に対して第2のアーム部12を相対回転させる回転機構からなる。第2のアーム部12の回転駆動は、第1のアーム部11に設けられたモータ等の駆動源22aにより行う。   A second joint 22 connecting the first arm 11 and the second arm 12 is a second arm relative to the first arm 11 around the rotation axis 8 parallel to the installation surface 5. It consists of a rotation mechanism which makes part 12 rotate relatively. The rotational drive of the second arm unit 12 is performed by a drive source 22 a such as a motor provided in the first arm unit 11.

第2のアーム部12と第3のアーム部13とを連結する第3の関節部23は、前記第2の関節部22の回転軸8と平行な回転軸9回りに第2のアーム部12に対して第3のアーム部13を相対回転させる回転機構からなる。第3のアーム部13の回転駆動は、第2のアーム部12に設けられたモータ等の駆動源23aにより行う。   A third joint 23 connecting the second arm 12 and the third arm 13 is a second arm 12 around a rotation axis 9 parallel to the rotation axis 8 of the second joint 22. The third arm 13 is rotated relative to the rotation mechanism. The rotational drive of the third arm unit 13 is performed by a drive source 23 a such as a motor provided in the second arm unit 12.

第3のアーム部13と第4のアーム部14とを連結する第4の関節部24は、第3のアーム部13に対して第4のアーム部14を姿勢変更させる回転2自由度のリンク作動装置からなる。   The fourth joint unit 24 connecting the third arm unit 13 and the fourth arm unit 14 is a link with two degrees of freedom for changing the posture of the fourth arm unit 14 with respect to the third arm unit 13 It consists of an operating device.

第4の関節部24であるリンク作動装置について説明する。
図2および図3に示すように、リンク作動装置は、パラレルリンク機構30と、このパラレルリンク機構30を作動させる姿勢制御用駆動源31とで構成される。図4および図5は、パラレルリンク機構30だけを取り出して表わした斜視図であり、互いに異なる状態を示している。これら図2〜図5に示すように、パラレルリンク機構30は、基端側のリンクハブ32に対し先端側のリンクハブ33を3組のリンク機構34を介して姿勢変更可能に連結してなる。なお、図2、図3では、1組のリンク機構34のみが示されている。リンク機構34の数は、4組以上であっても良い。
The link actuation device that is the fourth joint unit 24 will be described.
As shown in FIG. 2 and FIG. 3, the link actuation device comprises a parallel link mechanism 30 and an attitude control drive source 31 for operating the parallel link mechanism 30. FIGS. 4 and 5 are perspective views showing only the parallel link mechanism 30 in a state different from each other. As shown in FIGS. 2 to 5, the parallel link mechanism 30 is configured such that the link hub 33 on the distal end side is connected to the proximal end link hub 32 via the three sets of link mechanisms 34 so that the posture can be changed. . In FIGS. 2 and 3, only one set of link mechanism 34 is shown. The number of link mechanisms 34 may be four or more.

各リンク機構34は、基端側の端部リンク部材35、先端側の端部リンク部材36、および中央リンク部材37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35,36はL字状をなし、一端がそれぞれ基端側のリンクハブ32および先端側のリンクハブ33に回転自在に連結されている。中央リンク部材37は、両端に基端側および先端側の端部リンク部材35,36の他端がそれぞれ回転自在に連結されている。   Each link mechanism 34 is composed of a proximal end link member 35, a distal end link member 36, and a central link member 37, and forms a four-bar linkage linkage consisting of four rotational couples. The proximal and distal end link members 35 and 36 are L-shaped, and one end thereof is rotatably connected to the proximal link hub 32 and the distal link hub 33, respectively. The central link member 37 is rotatably connected at its both ends to the other end of the end link members 35 and 36 on the proximal end side and the distal end side.

パラレルリンク機構30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32,33と端部リンク部材35,36の各回転対偶、および端部リンク部材35,36と中央リンク部材37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3)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32,33と端部リンク部材35,36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35,36と中央リンク部材37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35,36と中央リンク部材37との各回転対偶の中心軸は、ある交差角γ(図3)を持っていてもよいし、平行であってもよい。   The parallel link mechanism 30 is a structure in which two spherical link mechanisms are combined, and each pair of rotations of the link hubs 32, 33 and the end link members 35, 36, and the end link members 35, 36 and the central link member 37. The central axes of each rotation pair intersect at the respective spherical link centers PA, PB (FIG. 3) on the proximal side and the distal side. Further, on the base end side and the tip end side, the rotational pairs of the link hubs 32, 33 and the end link members 35, 36 and the distances from the respective spherical link centers PA, PB are also the same. The distances from the respective rotational pairs of the central link member 36 and the central link member 37 and the respective spherical link centers PA and PB are also the same. The central axes of the rotational pairs of the end link members 35, 36 and the central link member 37 may have a crossing angle γ (FIG. 3) or may be parallel.

図6は基端側のリンクハブ32、基端側の端部リンク部材35等の断面図であって、同図に、基端側のリンクハブ32と基端側の端部リンク部材35の各回転対偶の中心軸O1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33および先端側の端部リンク部材36の位置関係も図6と同様である(図示せず)。図の例では、リンクハブ32,33と端部リンク部材35,36との各回転対偶の中心軸O1と、端部リンク部材35,36と中央リンク部材37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. 6 is a cross-sectional view of the proximal end side link hub 32 and the proximal end side link member 35 etc., and in the figure, the proximal end side link hub 32 and the proximal end side link member 35 are shown. The relationship between the central axis O1 of each rotation pair and the spherical link center PA is shown. The positional relationship between the distal end side link hub 33 and the distal end side end link member 36 is also the same as in FIG. 6 (not shown). In the illustrated example, the central axis O1 of each rotational pair of the link hubs 32, 33 and the end link members 35, 36, and the central axis O2 of each rotational pair of the end link members 35, 36 and the central link member 37. The angle α formed by the two is 90 °, but the angle α may be other than 90 °.

3組のリンク機構34は、幾何学的に同一形状をなす。幾何学的に同一形状とは、図7に示すように、各リンク部材35,36,37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37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ことを言う。図7は、一組のリンク機構34を直線で表現した図である。この実施形態のパラレルリンク機構30は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ32および基端側の端部リンク部材35と、先端側のリンクハブ33および先端側の端部リンク部材36との位置関係が、中央リンク部材37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。各中央リンク部材37の中央部は、共通の軌道円D上に位置している。   The three sets of link mechanisms 34 have the same geometrical shape. The geometrically identical shape is, as shown in FIG. 7, a geometric model in which each link member 35, 36, 37 is represented by a straight line, that is, represented by each rotation pair and a straight line connecting these rotation pairs. The model is said to have a shape in which the proximal end portion and the distal end portion with respect to the central portion of the central link member 37 are symmetrical. FIG. 7 is a diagram representing a set of link mechanisms 34 by straight lines. The parallel link mechanism 30 of this embodiment is a rotationally symmetric type, and includes the proximal end link hub 32 and the proximal end link member 35, and the distal end link hub 33 and the distal end link member 36. The positional relationship is rotationally symmetrical with respect to the center line C of the central link member 37. The central portion of each central link member 37 is located on a common orbital circle D.

基端側のリンクハブ32と先端側のリンクハブ33と3組のリンク機構34とで、基端側のリンクハブ32に対し先端側のリンクハブ33が直交2軸回りに回転自在な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32に対して先端側のリンクハブ33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32に対する先端側のリンクハブ33の可動範囲を広くとれる。   In the proximal end side link hub 32, the distal end side link hub 33, and the three sets of link mechanisms 34, the free end link hub 33 is rotatable about two orthogonal axes with respect to the proximal end link hub 32 The degree mechanism is configured. In other words, the link hub 33 on the distal end side with respect to the link hub 32 on the proximal end side is a mechanism whose attitude can be freely changed in two degrees of freedom. Although this two-degree-of-freedom mechanism is compact, the movable range of the distal end link hub 33 with respect to the proximal end link hub 32 can be taken wide.

例えば、球面リンク中心PA,PBを通り、リンクハブ32,33と端部リンク部材35,36の各回転対偶の中心軸O1(図6)と直角に交わる直線をリンクハブ32,33の中心軸QA,QBとした場合、基端側のリンクハブ32の中心軸QAと先端側のリンクハブ33の中心軸QBとの折れ角θ(図7)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32に対する先端側のリンクハブ33の旋回角φ(図7)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32の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ33の中心軸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32の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ33の中心軸QBが傾斜した水平角度のことである。   For example, a straight line passing through the spherical link centers PA, PB and intersecting at right angles with the central axis O1 (FIG. 6) of each rotational couple of the link hubs 32, 33 and the end link members 35, 36 is the central axis of the link hubs 32, 33. In the case of QA and QB, the maximum value of the bending angle θ (FIG. 7) between the central axis QA of the proximal link hub 32 and the central axis QB of the distal link hub 33 is about ± 90 °. it can. Further, the pivot angle φ (FIG. 7) of the distal end side link hub 33 with respect to the proximal end side link hub 32 can be set in the range of 0 ° to 360 °. The bending angle θ is a vertical angle at which the central axis QB of the distal end link hub 33 is inclined with respect to the central axis QA of the proximal end link hub 32, and the pivot angle φ is the proximal end link hub It is a horizontal angle at which the central axis QB of the link hub 33 on the distal end side is inclined with respect to the central axis QA of 32.

基端側のリンクハブ32に対する先端側のリンクハブ33の姿勢変更は、基端側のリンクハブ32の中心軸QAと先端側のリンクハブ33の中心軸QBとの交点Oを回転中心として行われる。図4は、基端側のリンクハブ32の中心軸QAと先端側のリンクハブ33の中心軸QBが同一線上にある状態を示し、図5は、基端側のリンクハブ32の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ33の中心軸QBが或る作動角をとった状態を示す。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L(図7)は変化しない。   The posture change of the distal end side link hub 33 with respect to the proximal end side link hub 32 is a line of rotation about the intersection point O of the central axis QA of the proximal end side link hub 32 and the central axis QB of the distal end side link hub 33 It will be. 4 shows a state in which the central axis QA of the proximal link hub 32 and the central axis QB of the distal link hub 33 are on the same line, and FIG. 5 shows the central axis QA of the proximal link hub 32. On the other hand, the central axis QB of the distal end link hub 33 has a certain operating angle. Even if the attitude changes, the distance L (FIG. 7) between the spherical link centers PA and PB on the proximal end side and the distal end side does not change.

このパラレルリンク機構30において、各リンク機構34におけるリンクハブ32,33と端部リンク部材35,36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34のリンクハブ32,33と端部リンク部材35,36の回転対偶の中心軸O1、および、端部リンク部材35,36と中央リンク部材37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35と先端側の端部リンク部材36の幾何学的形状が等しく、かつ中央リンク部材37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37の対称面に対して、中央リンク部材37と端部リンク部材35,36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32および基端側の端部リンク部材35と、先端側のリンクハブ33および先端側の端部リンク部材36とは同じに動く。   In this parallel link mechanism 30, the angles of the central axes O1 of the rotational pairs of the link hubs 32, 33 and the end link members 35, 36 in each link mechanism 34 and the lengths from the spherical link centers PA, PB are equal to each other, The central axes O1 of the rotational pairs of the link hubs 32, 33 and the end link members 35, 36 of each link mechanism 34, and the central axes O2 of the rotational pairs of the end link members 35, 36 and the central link member 37 The geometrical shapes of the end link member 35 at the proximal end side and the end link member 36 at the distal end side are equal to each other at the end side and the tip side and intersect the spherical link centers PA and PB. When the shape is the same on the distal end side on the proximal end side, the angular positional relationship between the central link member 37 and the end link members 35 and 36 with respect to the plane of symmetry of the central link member 37 If it is made the same on the proximal side and the distal side, the link hub 32 on the proximal side and the end link member 35 on the proximal side, the link hub 33 on the distal side, and the end on the distal side are geometrically symmetrical. The link member 36 moves in the same manner.

図2〜図5に示すように、基端側のリンクハブ32は、基端部材40と、この基端部材40と一体に設けられた3個の回転軸連結部材41とで構成される。後で説明するように、基端部材40は第3のアーム部13の一部分を成す。基端部材40は中央部に円形の貫通孔40aを有し、この貫通孔40aの周囲に3個の回転軸連結部材41が円周方向に等間隔で配置されている。貫通孔40aの中心は、基端側のリンクハブ32の中心軸QA上に位置する。各回転軸連結部材41には、軸心が基端側のリンクハブ32の中心軸QAと交差する回転軸42(図4、図5)が回転自在に連結されている。この回転軸42に、基端側の端部リンク部材35の一端が連結される。   As shown in FIGS. 2 to 5, the link hub 32 on the proximal end side is composed of a proximal end member 40 and three rotary shaft connecting members 41 provided integrally with the proximal end member 40. The proximal member 40 forms a part of the third arm 13 as will be described later. The base end member 40 has a circular through hole 40a at the center, and three rotation shaft connecting members 41 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the through hole 40a. The center of the through hole 40 a is located on the central axis QA of the proximal link hub 32. A rotational shaft 42 (see FIGS. 4 and 5) whose axial center intersects with the central axis QA of the link hub 32 on the proximal side is rotatably connected to each rotational shaft connecting member 41. One end of the proximal end side end link member 35 is connected to the rotation shaft 42.

図6に示すように、前記回転軸42は、2個の軸受43を介して回転軸連結部材41に回転自在に支持されている。軸受43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。これらの軸受43は、回転軸連結部材41に設けられた内径孔44に嵌合状態で設置され、圧入、接着、加締め等の方法で固定してある。他の回転対偶部に設けられる軸受の種類および設置方法も同様である。   As shown in FIG. 6, the rotary shaft 42 is rotatably supported by the rotary shaft connecting member 41 via two bearings 43. The bearing 43 is, for example, a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing. These bearings 43 are installed in the inner diameter hole 44 provided in the rotary shaft connecting member 41 in a fitted state, and fixed by a method such as press fitting, bonding, caulking or the like. The types and installation methods of the bearings provided in the other rotation pairs are the same.

回転軸42には、この回転軸42と一体に回転するように、基端側の端部リンク部材35の一端と、後記軸直交型減速機77の一構成要素である扇形のかさ歯車45とが結合されている。詳しくは、基端側の端部リンク部材35の一端に切欠き部46が形成されており、この切欠き部46の両側部分である内外の回転軸支持部47,48間に回転軸連結部材41が配置される。かさ歯車45は、内側の回転軸支持部47の内側面に当接して配置される。そして、回転軸42を内側から、かさ歯車45に形成された貫通孔、内側の回転軸支持部47に形成された貫通孔、軸受43の内輪、外側の回転軸支持部48に形成された貫通孔の順に挿通し、回転軸42の頭部42aと回転軸42のねじ部42bに螺着したナット50とで、かさ歯車45、内外の回転軸支持部47,48、および軸受43の内輪をそれぞれ挟み込んでこれらを互いに結合する。内外の回転軸支持部47,48と軸受43との間にスペーサ51,52が介在させてあり、ナット50の螺着時に軸受43に予圧を付与する構成である。   The rotary shaft 42 has one end of a proximal end side end link member 35 and a sector-shaped bevel gear 45 which is one component of the post-axial orthogonal type reduction gear 77 so as to rotate integrally with the rotary shaft 42. Are combined. Specifically, a notch 46 is formed at one end of the proximal end side end link member 35, and a rotary shaft connecting member is provided between the inner and outer rotary shaft support portions 47 and 48 which are both sides of the notch 46 41 are arranged. The bevel gear 45 is disposed in contact with the inner surface of the inner rotation shaft support 47. Then, the rotary shaft 42 is from the inside, a through hole formed in the bevel gear 45, a through hole formed in the inner rotary shaft support portion 47, an inner ring of the bearing 43, and a through hole formed in the outer rotary shaft support portion 48. The bevel gear 45, the inner and outer rotary shaft support portions 47 and 48, and the inner ring of the bearing 43 are inserted by the holes in order and the nut 50 screwed to the head portion 42a of the rotary shaft 42 and the screw portion 42b of the rotary shaft 42. Each sandwiches and bonds them together. Spacers 51 and 52 are interposed between the inner and outer rotary shaft support portions 47 and 48 and the bearing 43, and a preload is applied to the bearing 43 when the nut 50 is screwed on.

基端側の端部リンク部材35の他端には、回転軸55が結合される。回転軸55は、2個の軸受53を介して中央リンク部材37の一端に回転自在に連結されている。詳しくは、基端側の端部リンク部材35の他端に切欠き部56が形成されており、この切欠き部56の両側部分である内外の回転軸支持部57,58間に中央リンク部材37の一端が配置される。そして、回転軸55を外側から、外側の回転軸支持部58に形成された貫通孔、軸受53の内輪、内側の回転軸支持部57に形成された貫通孔の順に挿通し、回転軸55の頭部55aと回転軸55のねじ部55bに螺着したナット60とで、内外の回転軸支持部57,58、および軸受53の内輪をそれぞれ挟み込んでこれらを互いに結合する。内外の回転軸支持部57,58と軸受53との間にスペーサ61,62が介在させてあり、ナット60の螺着時に軸受53に予圧を付与する構成である。   The rotating shaft 55 is coupled to the other end of the proximal end side end link member 35. The rotating shaft 55 is rotatably coupled to one end of the central link member 37 via two bearings 53. Specifically, a notch 56 is formed at the other end of the end link member 35 on the proximal end side, and a central link member is provided between the inner and outer rotary shaft support portions 57 and 58 which are both sides of the notch 56 One end of 37 is placed. Then, the rotary shaft 55 is inserted from the outside in the order of the through hole formed in the outer rotary shaft support 58, the inner ring of the bearing 53, and the through hole formed in the inner rotary shaft support 57. The inner and outer rotary shaft support portions 57 and 58 and the inner ring of the bearing 53 are respectively sandwiched by the head 55a and the nut 60 screwed to the screw portion 55b of the rotary shaft 55, and these are coupled to each other. Spacers 61 and 62 are interposed between the inner and outer rotary shaft support portions 57 and 58 and the bearing 53, and a preload is applied to the bearing 53 when the nut 60 is screwed on.

図4、図5に示すように、先端側のリンクハブ33は、第4のアーム部14(図2)に固定される先端部材70と、この先端部材70の内面に円周方向等配で設けられた3個の回転軸連結部材71とで構成される。各回転軸連結部材71が配置される円周の中心は、先端側のリンクハブ33の中心軸QB上に位置する。各回転軸連結部材71には、軸心が先端側のリンクハブ33の中心軸QBと交差する回転軸73が回転自在に連結されている。この先端側のリンクハブ33の回転軸73に、先端側の端部リンク部材36の一端が連結される。先端側の端部リンク部材36の他端には、中央リンク部材37の他端に回転自在に連結された回転軸75が連結される。先端側のリンクハブ33の回転軸73および中央リンク部材37の回転軸75は、それぞれ前記回転軸42,55と同様に、2個の軸受(図示せず)を介して回転軸連結部材71および中央リンク部材37の他端にそれぞれ回転自在に連結されている。   As shown in FIGS. 4 and 5, the link hub 33 on the distal end side has a distal end member 70 fixed to the fourth arm portion 14 (FIG. 2) and circumferentially equidistantly disposed on the inner surface of the distal end member 70. It is comprised by three provided rotating shaft connection members 71. The center of the circumference on which each rotary shaft connecting member 71 is disposed is located on the central axis QB of the link hub 33 on the tip side. To each of the rotary shaft connecting members 71, a rotary shaft 73 whose shaft center intersects with the central axis QB of the link hub 33 at the tip end side is rotatably connected. One end of an end link member 36 on the tip end side is connected to the rotation shaft 73 of the link hub 33 on the tip end side. A rotating shaft 75 rotatably connected to the other end of the central link member 37 is connected to the other end of the end link member 36 on the distal end side. The rotary shaft 73 of the link hub 33 on the tip end side and the rotary shaft 75 of the central link member 37 are, similarly to the rotary shafts 42 and 55, respectively, a rotary shaft connecting member 71 and two bearings (not shown). The other end of the central link member 37 is rotatably connected.

図2、図3に示すように、パラレルリンク機構30を作動させる姿勢制御用駆動源31は、前記基端部材40に設置されて、第3のアーム部13の内部に配置されている。第3のアーム部13は、請求項で言う「基端側のリンクハブが固定されたアーム部」のことである。姿勢制御用駆動源31の出力軸31aは、基端側のリンクハブ32の中心軸QAと平行である。姿勢制御用駆動源31の数は、リンク機構34と同数の3個である。姿勢制御用駆動源31はロータリアクチュエータからなり、その出力軸31aに取り付けたかさ歯車76と基端側のリンクハブ32の前記回転軸42に取り付けられた前記扇形のかさ歯車45とが噛み合っている。これら一対のかさ歯車76,45は、入力側軸と出力側軸とが互いに直交した軸直交型減速機77を構成する。図6に示すように、姿勢制御用駆動源31および軸直交型減速機77は、基端側のリンクハブ32と基端側の端部リンク部材35との回転対偶部よりも内径側に配置されている。
なお、この例では、リンク機構34と同数の姿勢制御用駆動源31が設けられているが、3組のリンク機構34のうち少なくとも2組に姿勢制御用駆動源31が設けられていれば、基端側のリンクハブ32に対する先端側のリンクハブ33の姿勢を確定することができる。
As shown in FIGS. 2 and 3, the attitude control drive source 31 for operating the parallel link mechanism 30 is disposed on the proximal end member 40 and disposed inside the third arm portion 13. The third arm portion 13 is the “arm portion to which the link hub on the proximal end side is fixed” in the claims. The output shaft 31 a of the attitude control drive source 31 is parallel to the central axis QA of the link hub 32 on the proximal end side. The number of attitude control drive sources 31 is three, the same as the number of link mechanisms 34. The attitude control drive source 31 is a rotary actuator, and a bevel gear 76 attached to the output shaft 31a and a sector bevel gear 45 attached to the rotary shaft 42 of the link hub 32 on the base end side are engaged with each other. . The pair of bevel gears 76 and 45 constitute an axial orthogonal speed reducer 77 in which the input side shaft and the output side shaft are orthogonal to each other. As shown in FIG. 6, the attitude control drive source 31 and the shaft orthogonal type speed reducer 77 are disposed on the inner diameter side of the rotational couple of the link hub 32 on the base end side and the end link member 35 on the base end side. It is done.
In this example, the attitude control drive sources 31 are provided in the same number as the link mechanisms 34, but if at least two of the three link mechanisms 34 are provided with attitude control drive sources 31, The attitude of the distal end link hub 33 relative to the proximal end link hub 32 can be determined.

リンク作動装置からなる第4の関節部24は、各姿勢制御用駆動源31を回転駆動することで、パラレルリンク機構30を作動させる。詳しくは、姿勢制御用駆動源31を回転駆動すると、その回転が一対のかさ歯車76,45からなる軸直交型減速機77を介して回転軸42に伝達されて、基端側のリンクハブ32に対する基端側の端部リンク部材35の角度が変更する。それにより、基端側のリンクハブ32に対する先端側のリンクハブ33の位置および姿勢が決まる。ここでは、軸直交型減速機77が一対のかさ歯車76,45からなるが、その他に、ウォームギヤとピニオンギヤを用いた機構、ハイポイドギヤ(商標名)を用いた機構等であっても良い。   The fourth joint unit 24 formed of a link actuation device operates the parallel link mechanism 30 by rotationally driving each attitude control drive source 31. Specifically, when the attitude control drive source 31 is rotationally driven, the rotation is transmitted to the rotation shaft 42 via the orthogonal orthogonal speed reducer 77 composed of a pair of bevel gears 76 and 45, and the link hub 32 on the proximal end side The angle of the end link member 35 on the proximal side with respect to. Thereby, the position and posture of the distal end link hub 33 with respect to the proximal end link hub 32 are determined. Here, the axially orthogonal reducer 77 is composed of a pair of bevel gears 76 and 45. In addition, a mechanism using a worm gear and a pinion gear, a mechanism using a hypoid gear (trade name), or the like may be used.

図1において、各姿勢制御用駆動源31には、この姿勢制御用駆動源31にかかるトルクを検出するトルク検出手段78が設けられている。このトルク検出手段78の検出信号は、コントローラ6内の荷重推定手段79に送られる。荷重推定手段79は、各トルク検出手段78の検出結果から先端側のリンクハブ33に作用する荷重を推定する。   In FIG. 1, each attitude control drive source 31 is provided with torque detection means 78 for detecting the torque applied to the attitude control drive source 31. The detection signal of the torque detection means 78 is sent to the load estimation means 79 in the controller 6. The load estimation means 79 estimates the load acting on the link hub 33 on the tip side from the detection results of each torque detection means 78.

図2、図3に示すように、第3のアーム部13は、基端と先端とにそれぞれ配置された基端エンド部材91と先端エンド部材92とを複数本のシャフト93で連結したシャフト連結型のアーム部である。先端エンド部材92は、リンク作動装置の基端側のリンクハブ32を構成する基端部材40と同一部材である。図6に示すように、シャフト93の本数は姿勢制御用駆動源31と同数(この実施形態では3)であり、隣合う姿勢制御用駆動源31の間にシャフト93が1つずつ配置されている。姿勢制御用駆動源31およびシャフト93は、共に円周方向に等配に配置されている。   As shown in FIGS. 2 and 3, the third arm portion 13 is a shaft connection in which a proximal end member 91 and a distal end member 92 disposed respectively at the proximal end and the distal end are connected by a plurality of shafts 93. It is an arm part of a mold. The distal end member 92 is the same member as the proximal member 40 constituting the link hub 32 on the proximal side of the link actuation device. As shown in FIG. 6, the number of shafts 93 is the same as the number of attitude control drive sources 31 (3 in this embodiment), and one shaft 93 is disposed between adjacent attitude control drive sources 31. There is. Both the attitude control drive source 31 and the shaft 93 are equally distributed in the circumferential direction.

図1、図2において、第4のアーム部14には先端回転機構80が設けられ、この先端回転機構80を介してエンドエフェクタ4を支持する。先端回転機構80は、モータ等の回転駆動源80aの回転軸にエンドエフェクタ設置部材80bを取り付けたものであり、このエンドエフェクタ設置部材80bにエンドエフェクタ4が固定される。エンドエフェクタ4として、例えばハンド、溶接機、塗布機等が使用されるが、これらに限定されない。   In FIGS. 1 and 2, the fourth arm portion 14 is provided with a tip rotation mechanism 80 and supports the end effector 4 via the tip rotation mechanism 80. The tip rotation mechanism 80 has an end effector installation member 80b attached to the rotation shaft of a rotation drive source 80a such as a motor, and the end effector 4 is fixed to the end effector installation member 80b. As the end effector 4, for example, a hand, a welder, an applicator, or the like is used, but is not limited thereto.

この多関節ロボット1は、回転機構からなる第1の関節部21の1自由度、回転機構からなる第2の関節部22の1自由度、回転機構からなる第3の関節部23の1自由度、リンク作動装置からなる第4の関節部24の2自由度、および第4のアーム部14に設けられた先端回転機構80の1自由度の、計6自由度の構成である。6自由度の構成であると、人間の手の動作に近いが可能である。   The articulated robot 1 has one degree of freedom of the first joint portion 21 formed of a rotation mechanism, one degree of freedom of the second joint portion 22 formed of a rotation mechanism, and one degree of freedom of a third joint portion 23 formed of a rotation mechanism. The second joint 24 has a total of six degrees of freedom, that is, two degrees of freedom of the fourth joint unit 24 formed of a link actuation device, and one degree of freedom of the distal end rotation mechanism 80 provided on the fourth arm unit 14. With a configuration of six degrees of freedom, it is possible to be close to human hand movement.

特に、複数の関節部21〜24のうちの1つの関節部24にリンク作動装置を用いたことで、折れ角90°、旋回角360°の作動範囲内において特異点を持たないスムーズな動作が可能となり、木目細かい動作を実現できる。木目細かい動作とは、例えば、文字書き動作やスナップを利かせた動き等の、特に人間の手首関節を中心に動かす動作のことであるが、これらの動作に限定されない。リンク作動装置を用いることで、回転2自由度でありながらコンパクトな関節部24とすることができる。   In particular, by using the link actuating device for one joint portion 24 of the plurality of joint portions 21 to 24, smooth operation without a singular point within the operation range of a folding angle of 90 ° and a turning angle of 360 ° It becomes possible and can realize fine grained operation. The fine-grained motion is, for example, a motion such as a text writing motion or a motion using snaps, in particular, a motion for moving a human wrist joint center, but is not limited to these motions. By using the link actuating device, the joint portion 24 can be made compact while having two degrees of freedom.

この実施形態では、最も先端側のアーム部(第4のアーム部)14と先端側から2番目のアーム部(第3のアーム部)13との間の第4の関節部24が、リンク作動装置からなる関節部である。言い換えると、基端側から先端側へ直列に並ぶn個のアーム部11〜14を有する多関節アーム3において、基端側から(n−1)のアーム部13とn番目のアーム部14とを連結する関節部24がリンク作動装置からなる関節部である。
この構成とすると、この多関節ロボット1の多関節アーム3を人間の腕と見做した場合、手首関節に相当する箇所に、手首関節に近い動作が可能な回転2自由度のリンク作動装置からなる関節部24を配置したため、各関節部21〜24の動きとエンドエフェクタ4の動きとの関係をイメージし易くなり、操作性が良い。また、リンク作動装置に作用する負荷が小さく、より高速で木目細かい動作が可能となる。
基端側からn番目のアーム部14とエンドエフェクタ4とを連結する関節部を、リンク作動装置からなる関節部としても、上記と同様な作用・効果が得られる。
In this embodiment, the fourth joint 24 between the most distal end arm (fourth arm) 14 and the second arm (third arm) 13 from the distal end side performs link operation. It is a joint consisting of a device. In other words, in the articulated arm 3 having n arms 11 to 14 arranged in series from the proximal end to the distal end, the (n-1) arm 13 and the n-th arm 14 from the proximal end The joint 24 connecting the two is a joint consisting of a link actuation device.
In this configuration, when the articulated arm 3 of the articulated robot 1 is regarded as a human arm, a link actuation device with two degrees of freedom capable of movement close to the wrist joint can be provided at a location corresponding to the wrist joint. Since the joints 24 are disposed, the relationship between the movement of the joints 21 to 24 and the movement of the end effector 4 can be easily imagined, and the operability is good. In addition, the load acting on the link actuating device is small, and high-speed and fine-grained operation is possible.
The same action and effect as described above can be obtained even when the joint that connects the n-th arm 14 and the end effector 4 from the proximal end side is a joint made of a link actuation device.

各姿勢制御用駆動源31にかかるトルクを検出するトルク検出手段78と、このトルク検出手段の78検出結果から先端側のリンクハブ33に作用する荷重を推定する荷重推定手段79とが設けられているため、多関節ロボット1に不測の負荷がかかった場合、例えば人や物に衝突した場合にこれを検知することができる。このため、不測の負荷がかかったときに、動作を停止する等の回避動作をとることができ、安全である。   A torque detection means 78 for detecting the torque applied to each attitude control drive source 31 and a load estimation means 79 for estimating the load acting on the tip end link hub 33 from the detection result 78 of the torque detection means are provided. Therefore, when an unexpected load is applied to the articulated robot 1, for example, when it collides with a person or a thing, this can be detected. Therefore, when an unexpected load is applied, it is possible to take an evasion operation such as stopping the operation, which is safe.

姿勢制御用駆動源31にトルク検出手段78を設けることで、荷重検出用のセンサを別に設けることなく、先端側のリンクハブ33に作用する荷重を推定することができ、多関節ロボット1のコンパクト化やコスト低減に繋がる。また、リンク作動装置からなる第4の関節部24の作動範囲内において、特異点がなく全方向にスムーズに動かせる構成であるため、先端側のリンクハブ33に様々な方向から荷重が作用した場合でも姿勢制御用駆動源31に確実にトルクが伝達され、正確な荷重を推定することができる。   By providing the torque detection means 78 in the attitude control drive source 31, it is possible to estimate the load acting on the link hub 33 on the tip end side without separately providing a sensor for load detection. Leading to cost reduction and In addition, since load is applied to the distal end side link hub 33 from various directions, since there is no singular point and the structure can be moved smoothly in all directions within the operation range of the fourth joint unit 24 composed of the link operating device. However, the torque is reliably transmitted to the attitude control drive source 31, and an accurate load can be estimated.

姿勢制御用駆動源31が、シャフト連結型のアーム部である第3のアーム部13の内部に収納状態で配置されているため、多関節ロボット1の突出部が少なく、コンパクトな構成を実現できる。また、突出部が少ないと、多関節アーム1のアーム部11〜14同士の干渉を低減できるため、可動範囲を広くとれる。さらに、突出部が少なければ、装置全体の安全性が向上し、人と共存する作業現場で使用することができる。   Since the attitude control drive source 31 is disposed in the housed state within the third arm portion 13 which is a shaft connection type arm portion, the number of projecting portions of the articulated robot 1 is small, and a compact configuration can be realized. . Moreover, since interference of the arm parts 11-14 of the multi joint arm 1 can be reduced if there are few protrusion parts, a movable range can be taken widely. In addition, the fewer protrusions, the overall safety of the device is improved and can be used at work sites that coexist with people.

第3のアーム部13をシャフト連結型のアーム部としたことにより、第3のアーム部13の内部に姿勢制御用駆動源31を配置し易くなっている。加えて、姿勢制御用駆動源31の出力軸31aが基端側のリンクハブ32の中心軸QAと平行となるように姿勢制御用駆動源31を設置し、姿勢制御用駆動源31および軸直交型減速機77を、基端側のリンクハブ32と基端側の端部リンク部材35との回転対偶部よりも内径側に配置したことにより、姿勢制御用駆動源31、軸直交型減速機77等からなる駆動機構部を径方向にコンパクトな構成とすることができるとともに、姿勢制御用駆動源31を第3のアーム部13の内部に収納し易くなっている。   By forming the third arm portion 13 as a shaft connection type arm portion, the attitude control drive source 31 can be easily disposed inside the third arm portion 13. In addition, the attitude control drive source 31 is installed so that the output shaft 31a of the attitude control drive source 31 is parallel to the central axis QA of the link hub 32 on the proximal end side. The attitude control drive source 31 and the axis orthogonal type reduction gear are arranged by arranging the type reduction gear 77 on the inner diameter side of the rotation pair of the link hub 32 on the base end side and the end link member 35 on the base end. The drive mechanism section 77 and the like can be made compact in the radial direction, and the attitude control drive source 31 can be easily accommodated inside the third arm section 13.

シャフト連結型のアーム部である第3のアーム部13は、内部に空間ができるため軽量化が可能である。また、シャフト連結型のアーム部である第3のアーム部13の先端エンド部材92をリンク作動装置の基端側のリンクハブ32の基端部材40と同一部材としたため、部品点数が減り、軽量・コンパクト化を実現できる。   The third arm portion 13 which is a shaft connection type arm portion can be reduced in weight because there is a space inside. In addition, since the distal end end member 92 of the third arm portion 13 which is a shaft connection type arm portion is the same member as the proximal end member 40 of the link hub 32 on the proximal end side of the link actuation device, the number of parts is reduced and the weight is reduced.・ Compact can be realized.

さらに、シャフト連結型のアーム部である第3のアーム部13のシャフト93の個数と姿勢制御用駆動源31の個数が同じであり、隣合う姿勢制御用駆動源31の間にシャフト93を1つずつ配置したことにより、重量的にバランスが取れるうえ、アーム部の中央部に空間ができるため、この空間に配線等を通すことができるという利点を有する。   Furthermore, the number of shafts 93 of the third arm 13 which is a shaft-connected arm is the same as the number of attitude control drive sources 31, and the shaft 93 is interposed between the attitude control drive sources 31 adjacent to each other. By arranging each of them, it is possible to achieve balance in weight and to form a space in the center of the arm portion, so that it is possible to pass a wiring or the like through this space.

図8は他の実施形態を示す。この多関節ロボット1は、4つのアーム部11〜14が直列に並ぶ多関節アーム3を有する点で第1の実施形態と同じであるが、以下の点で第1の実施形態と異なる。   FIG. 8 shows another embodiment. The articulated robot 1 is the same as the first embodiment in that it has an articulated arm 3 in which four arm units 11 to 14 are arranged in series, but differs from the first embodiment in the following points.

すなわち、第3のアーム部13と第4のアーム部14とを連結する第4の関節部24が、第3のアーム部13に対して第4のアーム部14を回転軸10回りに相対回転させる回転機構からなる。第4のアーム部14の回転駆動は、第3のアーム部13に設けられたモータ等の駆動源24aにより行う。   That is, the fourth joint unit 24 connecting the third arm unit 13 and the fourth arm unit 14 rotates the fourth arm unit 14 relative to the third arm unit 13 around the rotation axis 10 It consists of a rotating mechanism. The rotational drive of the fourth arm unit 14 is performed by a drive source 24 a such as a motor provided in the third arm unit 13.

また、第4のアーム4にリンク作動装置からなるエンドエフェクタ支持機構81が設けられ、このエンドエフェクタ支持機構81を介してエンドエフェクタ4が支持されている。第4のアーム部14は例えば前記シャフト連結型のアーム部からなり、この第4のアーム部14の内部にリンク作動装置の姿勢制御用駆動源31が内蔵されている。   Further, the fourth arm 4 is provided with an end effector support mechanism 81 consisting of a link actuation device, and the end effector 4 is supported via the end effector support mechanism 81. The fourth arm unit 14 is, for example, an arm unit of the shaft connection type, and the drive source 31 for attitude control of the link actuation device is built in the fourth arm unit 14.

他は、第1の実施形態と同じである。この多関節ロボット1は、第1の実施形態と同様に、全体で6自由度の構成であり、可動範囲が広く、木目細かい素早い動作が可能で、動作の安全性が高く、人と共存する作業現場で使用するのに適する。   Others are the same as the first embodiment. As in the first embodiment, this articulated robot 1 has a configuration of six degrees of freedom overall, a wide movable range, capable of fine-grained quick motion, high motion safety, and coexists with people Suitable for use at work site.

図9はさらに他の実施形態を示す。この多関節ロボット1は、第1のアーム部11と第2のアーム部12とを連結する第2の関節部22をリンク作動装置で構成し、他の関節部21,23,24は回転機構で構成してある。また、第4のアーム部14に設けられた先端回転機構80によりエンドエフェクタ4が支持されている。この場合も、前記第1の実施形態と同様に、全体で6自由度の構成であり、可動範囲が広く、木目細かい素早い動作が可能で、動作の安全性が高く、人と共存する作業現場で使用するのに適する。   FIG. 9 shows still another embodiment. In this articulated robot 1, a second joint unit 22 connecting the first arm unit 11 and the second arm unit 12 is configured by a link actuation device, and the other joint units 21, 23, 24 have a rotation mechanism. It consists of Further, the end effector 4 is supported by a tip rotation mechanism 80 provided to the fourth arm portion 14. Also in this case, as in the first embodiment, the overall configuration is 6 degrees of freedom, the movable range is wide, the fine motion can be performed quickly, the operation safety is high, and the work site coexists with people Suitable for use in

図10はさらに他の実施形態を示す。この多関節ロボット1は、1つのベースユニット2に多関節アーム3を2つ設置したものである。具体的には、ベースユニット2の互いに対称となる側面に、2つの多関節アーム3の各第1アーム部11が設置されている。各多関節アーム3は、図1の多関節ロボット1の多関節アーム3と同じ構成である。   FIG. 10 shows still another embodiment. The articulated robot 1 has two articulated arms 3 installed on one base unit 2. Specifically, the first arm portions 11 of the two articulated arms 3 are installed on the mutually symmetrical side surfaces of the base unit 2. Each articulated arm 3 has the same configuration as the articulated arm 3 of the articulated robot 1 shown in FIG.

このように、多関節アーム3を2つ設けることにより、人が両手で行うような作業が可能となる。特に、2つの多関節アーム3をベースユニット2における対称となる面に配置することにより、人と同じような双腕型のロボットの形状となり、人と同じような作業を行うことができる。また、多関節ロボット1が機能不全となった場合、多関節ロボット1を撤去した跡のスペースに人が入り代替して作業を行うことができるため、生産性を大幅に下げることを防止できる。   As described above, by providing two articulated arms 3, an operation that a person performs with both hands is possible. In particular, by arranging the two articulated arms 3 in the plane of symmetry in the base unit 2, the shape of a double arm robot similar to a human can be obtained, and work similar to a human can be performed. In addition, when the articulated robot 1 malfunctions, a person can enter and substitute for the space where the articulated robot 1 has been removed, so that the productivity can be prevented from being greatly reduced.

以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   As mentioned above, although the form for implementing this invention based on the Example was demonstrated, the embodiment disclosed here is an illustration and restrictive at no points. The scope of the present invention is indicated not by the above description but by the claims, and is intended to include all the modifications within the meaning and scope equivalent to the claims.

1…多関節ロボット
2…ベースユニット
3…多関節アーム
4…エンドエフェクタ
5…設置面
11…第1のアーム部
12…第2のアーム部
13…第3のアーム部(基端側のリンクハブが固定されたアーム部、シャフト連結型のアーム部)
14…第4のアーム部
21…第1の関節部(回転機構)
22…第2の関節部(回転機構)
23…第3の関節部(回転機構)
24…第4の関節部(リンク作動装置)
30…パラレルリンク機構
31…姿勢制御用駆動源
32…基端側のリンクハブ
33…先端側のリンクハブ
34…リンク機構
35…基端側の端部リンク部材
36…先端側の端部リンク部材
37…中央リンク部材
77…軸直交型減速機
78…トルク検出手段
79…荷重推定手段
91…基端エンド部材
92…先端エンド部材
93…シャフト
PA,PB…球面リンク中心
QA,QB…リンクハブの中心軸
1 ... articulated robot 2 ... base unit 3 ... articulated arm 4 ... end effector 5 ... installation surface 11 ... first arm 12 ... second arm 13 ... third arm (proximal link hub Arm with fixed shaft, arm of shaft connection type)
14 ... 4th arm part 21 ... 1st joint part (rotation mechanism)
22 ... 2nd joint part (rotation mechanism)
23 ... 3rd joint part (rotation mechanism)
24 ... 4th joint part (link actuating device)
Reference Signs List 30 parallel link mechanism 31 attitude control drive source 32 link hub 33 on the base end side link hub 34 on the tip side link mechanism 35 link mechanism 35 end link member on the base end end link member on the tip side 37 central link member 77 orthogonal axis type reduction gear 78 torque detection means 79 load estimation means 91 proximal end member 92 tip end member 93 shaft PA, PB spherical link center QA, QB of link hub Central axis

Claims (8)

ベースユニットと、このベースユニットに設置された多関節アームとを有し、この多関節アームは、基端側から先端側へ複数のアーム部が直列に並び、前記ベースユニットと最も基端側のアーム部、および隣合うアーム部同士がそれぞれ関節部を介して互いに相対変位可能に連結され、最も先端側のアーム部に搭載されたエンドエフェクタを用いて作業を行う6自由度以上の多関節ロボットであって、
前記複数の関節部のうちの少なくとも1つの関節部は、この関節部の両側のアーム部同士を互いに直交2軸回りに相対回転させるリンク作動装置からなり、
このリンク作動装置は、前記両側のアーム部のうちの基端側のアーム部に固定された基端側のリンクハブに対し先端側のアーム部に固定された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前記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有し、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させる姿勢制御用駆動源を設けてなり、
この姿勢制御用駆動源を、前記基端側のリンクハブが固定された前記アーム部の内部に収納状態で配置し、
前記複数のアーム部のうちの少なくとも1つのアーム部は、このアーム部の基端と先端にそれぞれ配置された基端エンド部材と先端エンド部材とを複数本のシャフトで連結したシャフト連結型のアーム部であり、
前記シャフト連結型のアーム部が前記リンク作動装置からなる関節部の基端側のアーム部であり、前記シャフト連結型のアーム部の前記シャフトの個数と前記姿勢制御用駆動源の個数とが同じであり、隣合う前記姿勢制御用駆動源の間に前記シャフトを1つずつ配置し、
前記基端側のリンクハブの前記先端エンド部材となる基端部材に配線用の貫通孔を設けた、
リンク作動装置を用いた多関節ロボット。
A base unit and an articulated arm installed in the base unit, the articulated arm having a plurality of arm portions arranged in series from the proximal end side to the distal end side, and the proximal end side with the base unit The arm unit and the adjacent arm units are connected relative to each other via the joint unit so as to be relatively displaceable, and the articulated robot with six or more degrees of freedom that uses the end effector mounted on the most distal end arm unit And
At least one joint unit of the plurality of joint units includes a link operating device that relatively rotates the arm units on both sides of the joint unit around two orthogonal axes,
This link actuation device comprises three sets of distal link hubs fixed to the distal end arm portion relative to the proximal end link hub fixed to the proximal end arm portion of the two arm portions. The posture is changeably connected via the above link mechanism, and each link mechanism is provided with a proximal end and a distal end whose one end is rotatably coupled to the proximal end link hub and the distal end link hub. An end link member on the side and a center link member whose both ends are rotatably connected to the other end of the end link members on the proximal end side and the distal end side, respectively, of the three or more sets of link mechanisms A drive source for attitude control that arbitrarily changes the attitude of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub in the two or more sets of link mechanisms,
The attitude control drive source is disposed in a state of being housed inside the arm portion to which the proximal end side link hub is fixed ,
At least one arm unit of the plurality of arm units is a shaft connection type arm in which a proximal end member and a distal end member arranged respectively at the proximal end and the distal end of the arm unit are connected by a plurality of shafts Is a department,
The arm unit of the shaft connection type is an arm unit on the proximal end side of the joint unit including the link actuation device, and the number of shafts of the arm unit of the shaft connection type is the same as the number of drive sources for attitude control. And one of the shafts is disposed between the posture control drive sources adjacent to each other,
A through hole for wiring is provided in a proximal end member which becomes the distal end end member of the proximal end side link hub,
Articulated robot using link actuator.
請求項1に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、前記姿勢制御用駆動源は回転力を発生させるロータリアクチュエータであり、各姿勢制御用駆動源にこの姿勢制御用駆動源にかかるトルクを検出するトルク検出手段を設け、このトルク検出手段の検出結果から前記先端側のリンクハブに作用する荷重を推定する荷重推定手段を設けたリンク作動装置を用いた多関節ロボット。   In the articulated robot using the link actuation device according to claim 1, the attitude control drive source is a rotary actuator that generates a rotational force, and torque applied to the attitude control drive source to each attitude control drive source. A multi-joint robot using a link operating device provided with a torque detection means for detecting the load, and a load estimation means for estimating the load acting on the link hub on the tip end side from the detection result of the torque detection means. 請求項1または請求項2に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、前記姿勢制御用駆動源は回転力を発生させるロータリアクチュエータであり、
前記リンクハブと前記端部リンク部材の各回転対偶の中心軸、および前記端部リンク部材と前記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前記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前記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、
前記姿勢制御用駆動源をその出力軸が前記基端側のリンクハブの中心軸と平行となるように設置し、入力側軸と出力側軸とが互いに直交した軸直交型減速機を介して前記姿勢制御用駆動源の回転力を前記基端側の端部リンク部材に伝達し、前記姿勢制御用駆動源および前記軸直交型減速機を前記基端側のリンクハブと前記基端側の端部リンク部材との回転対偶部よりも内径側に配置したリンク作動装置を用いた多関節ロボット。
The articulated robot according to claim 1 or 2, wherein the attitude control drive source is a rotary actuator that generates a rotational force,
The point at which the center axis of each rotation pair of the link hub and the end link member and the center axis of each rotation pair of the end link member and the center link member intersect is referred to as the spherical link center of the link hub When a straight line passing through the center of the spherical link and intersecting at right angles with the central axis of the rotation couple of the link hub and the end link member is referred to as the central axis of the link hub,
The attitude control drive source is installed such that the output shaft is parallel to the central axis of the proximal end link hub, and the input side shaft and the output side shaft are orthogonal to each other via an axis orthogonal type reduction gear The rotational force of the attitude control drive source is transmitted to the end link member on the base end side, and the attitude control drive source and the axis orthogonal type reduction gear are connected to the link hub on the base end side and the base end side. An articulated robot using a link actuation device disposed on the inner diameter side of a rotation pair with an end link member.
請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、前記シャフト連結型のアーム部が前記リンク作動装置からなる関節部の基端側のアーム部であり、前記シャフト連結型のアーム部の前記先端エンド部材が前記リンク作動装置の前記基端側のリンクハブである多関節ロボット。 The articulated robot using the link actuation device according to any one of claims 1 to 3 , wherein the arm of the shaft connection type is a proximal end arm of a joint portion composed of the link actuation device. The articulated robot, wherein the distal end member of the shaft-connected arm unit is a link hub on the proximal side of the link actuation device. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、前記多関節アームは、基端側から先端側へ直列に並ぶn個の前記アーム部を有し、基端側から(n−1)のアーム部とn番目のアーム部とを連結する関節部、または基端側からn番目のアーム部と前記エンドエフェクタとを連結する関節部が、前記リンク作動装置からなる関節部である多関節ロボット。 The articulated robot using the link actuation device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the articulated arm has n arm portions arranged in series from the proximal end side to the distal end side. A joint that connects the (n-1) arm to the n-th arm from the base end, or a joint that connects the n-th arm from the base to the end effector; Articulated robot which is a joint unit comprising a link actuation device. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、1つの前記ベースユニットに前記多関節アームを2つ設置したリンク作動装置を用いた多関節ロボット。 An articulated robot using a link actuation device according to any one of claims 1 to 5 , wherein the articulated actuator has two articulated arms installed on one of the base units. . 請求項に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、前記2つの多関節アームは、前記ベースユニットの互いに対称となる面に最も基端側の前記アーム部が設置されているリンク作動装置を用いた多関節ロボット。 7. The articulated robot using a link actuation device according to claim 6 , wherein the two articulated arms have the most proximal arm portions installed on mutually symmetrical planes of the base unit. Articulated robot using equipment. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載のリンク作動装置を用いた多関節ロボットにおいて、前記複数本のシャフトは、前記貫通孔の周囲に円周方向に並ぶリンク作動装置を用いた多関節ロボット。The articulated robot according to any one of claims 1 to 7, wherein the plurality of shafts use link actuators arranged in the circumferential direction around the through holes. Articulated robot.
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