JP7089852B2 - リンク作動装置 - Google Patents
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Description
このリンク作動装置において、前記基端側のリンクハブは、前記各リンク機構を支持する基端部材を有し、前記基端部材に対して、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の回転対偶の中心軸と、前記姿勢制御用アクチュエータの出力軸とが互いに反対側に配置されていることを特徴とする。
この場合、姿勢制御用アクチュエータの出力軸を、全体的に基端部材に接近して設けることができる。これにより、リンク作動装置全体の基端側のリンクハブの中心軸に沿う方向の寸法をコンパクトにできる。
なお、基端側のリンクハブの中心軸は、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の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の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基端側の球面リンク中心を称する場合に、この基端側の球面リンク中心を通り、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の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線を指す。
この場合、基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材の回転対偶の中心軸を、全体的に基端部材に接近して設けることができる。これにより、リンク作動装置全体の基端側のリンクハブの中心軸に沿う方向の寸法をコンパクトにできる。
貫通孔を有すると、貫通孔に配線等を通して設けることができ、配線等の取り回しが容易である。
この構成であると、姿勢制御用アクチュエータが配置されている部分の径方向寸法が小さくなり、コンパクトな構成を実現できる。また、姿勢制御用アクチュエータを基端側のリンクハブの中心軸に沿う方向に配置する構成に比べて、基端側のリンクハブの中心軸に沿う方向の寸法がコンパクトになる。
姿勢制御用アクチュエータをオフセットして配置することで、各姿勢制御用アクチュエータが互いに干渉することを避けることができる。また、姿勢制御用アクチュエータが配置されている部分の径方向の中心部に、配線等を通すための空間を広くとることができる。
この場合、基端側の端部リンク部材が湾曲部で湾曲しているため、リンク作動装置全体の径方向寸法を小さくすることができ、コンパクトな構成を実現できる。また、一対の回転連結体の間に減速機構を配置することにより、減速機構を径方向外側に張り出さずに設置することができ、より一層コンパクトな構成を実現できる。加えて、一対の回転連結体の間に減速機構を配置すると、減速機構が一対の回転連結体を連結する構造となり、剛性を向上させるうえで有利である。
[第1の実施形態]
図1~図9は第1の実施形態を示す。図1はリンク作動装置の一部を省略した正面図である。このリンク作動装置は、パラレルリンク機構1と、このパラレルリンク機構1を作動させる複数の姿勢制御用アクチュエータ50とを備える。図1に示すリンク作動装置は、ベース板100に設置した複数の支柱101の上端に、パラレルリンク機構1が縦向きに支持されている。
なお、図2、図3はパラレルリンク機構1の基本構成を示しており、姿勢制御用アクチュエータ50等を取り付けてリンク作動装置として構成する場合、パラレルリンク機構1の一部が図とは異なる構成となる。
また、図1のVII-VII断面図である図7に、先端側のリンクハブ3と先端側の端部リンク部材6の各回転対偶の中心軸O1と、中央リンク部材7と先端側の端部リンク部材6の各回転対偶の中心軸O2と、先端側の球面リンク中心PBとの関係が示されている。つまり、中心軸O1と中心軸O2とが交差する点が先端側の球面リンク中心PBである。
図4、図7の例では、リンクハブ2,3と端部リンク部材5,6との各回転対偶の中心軸O1と、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°以外であってもよい。
条件1: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との回転対偶の中心軸O1の角度および長さが互いに等しい。
条件2:リンクハブ2,3と端部リンク部材5,6との回転対偶の中心軸O1および端部リンク部材5,6と中央リンク部材7と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で交差する。
条件3: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い。
条件4:中央リンク部材7における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件5: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との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。
回転連結体31a,31bの素材として、単純な形状であり厚さが一定の板状の部材を用いると、安価に製作することができ、かつ量産性に優れる。特に、素材を金属板とすると、輪郭形状や前記各孔34,35,36の加工が容易である。
このように位置決めピン37を用いることで、組立てが容易となり、作業者による組立て精度のばらつきが少なくなる。また、湾曲部30と回転連結体31a,31bの位置関係の精度が向上するため、パラレルリンク機構1のスムーズな動作を実現できる。
図10、図11はこの発明の第2の実施形態を示す。このリンク作動装置は、姿勢制御用アクチュエータ50の出力軸50aから回転軸12へ回転を伝達する動力伝達機構61が歯車列で構成されている。すなわち、動力伝達機構61は、出力軸50aに取り付けられた駆動歯車62と、アクチュエータ支持部材52に回転自在に支持されたカウンタ歯車63と、回転軸12に取り付けられた従動歯車64とで構成される。カウンタ歯車63および従動歯車64は、その一部が基端部材10に開けられた開口10bに配置されている。図の例では、各歯車62,63,64がいずれも平歯車であるが、平歯車以外の歯車で歯車列を構成してもよい。他は、第1の実施形態と同じである。
図12~図15はこの発明の第3の実施形態を示す。このリンク作動装置は、第1の実施形態と比べて、各姿勢制御用アクチュエータ50の配置が異なっている。すなわち、第1の実施形態では、各姿勢制御用アクチュエータ50が出力軸50aを基準にして外向きに配置されているのに対し、第3の実施形態は、各姿勢制御用アクチュエータ50が出力軸50aを基準にして内向きに配置されている。
他は、第1の実施形態と同じである。
図16~図18はこの発明の第4の実施形態を示す。このリンク作動装置は、第3の実施形態に対して、姿勢制御用アクチュエータ50の出力軸50aが、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5の回転対偶の中心軸O1と、基端側のリンクハブ2の中心軸QAとが成す平面に対して、平行にオフセットして配置されている。
他は、第3の実施形態と同じである。
図19~図22はこの発明の第5の実施形態を示す。このリンク作動装置は、第4の実施形態と比べて減速機構51の位置が異なっている。すなわち、第4の実施形態では、姿勢制御用アクチュエータ50と減速機構51とが一体に組み合わされた減速機付きの姿勢制御用アクチュエータが使用されているが、第5の実施形態のリンク作動装置は、図21に示すように、減速機構51が、基端側の端部リンク部材5における回転連結部31Aの一対の回転連結体31a,31bの間に配置されている。
他は、第4の実施形態と同じである。
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
10…基端部材
10a…貫通孔
11…回転支持部材
30…湾曲部
31A,31B…回転連結部
31a,31b…回転連結体
50…姿勢制御用アクチュエータ
50a…出力軸
51…減速機構
O1…基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材の回転対偶の中心軸
PA…基端側の球面リンク中心
QA…基端側のリンクハブの中心軸
Claims (8)
- 基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、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アクチュエータが設けられたリンク作動装置において、
前記基端側のリンクハブは、前記各リンク機構を支持する基端部材を有し、
前記基端部材に対して、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の回転対偶の中心軸と、前記姿勢制御用アクチュエータの出力軸の全体とが互いに反対側に配置されていることを特徴とするリンク作動装置。 - 請求項1に記載のリンク作動装置において、前記基端側のリンクハブは、前記基端部材から先端側に突出して設けられ前記各基端側の端部リンク部材をそれぞれ回転自在に支持する複数の回転支持部材を有し、
前記姿勢制御用アクチュエータの前記出力軸は、前記基端部材における前記複数の回転支持部材の並び面と平行であるリンク作動装置。 - 請求項1または請求項2に記載のリンク作動装置において、前記基端側のリンクハブは、前記基端部材から先端側に突出して設けられ前記各基端側の端部リンク部材をそれぞれ回転自在に支持する複数の回転支持部材を有し、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の回転対偶の中心軸は、前記基端部材における前記複数の回転支持部材の並び面と平行であるリンク作動装置。
- 請求項2または請求項2を引用する請求項3に記載のリンク作動装置において、前記基端部材は、前記複数の回転支持部材の並びの中央部に貫通孔を有するリンク作動装置。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項に記載のリンク作動装置において、前記姿勢制御用アクチュエータが、その出力軸を基準にして、前記基端側のリンクハブの中心軸を中心とする径方向の内側に配置されているリンク作動装置。
- 請求項5に記載のリンク作動装置において、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の各回転対偶の中心軸、および前記基端側の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基端側の球面リンク中心と称し、この基端側の球面リンク中心を通り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の各回転対偶の中心軸と直角に交わる直線を基端側のリンクハブの中心軸と称する場合、
前記姿勢制御用アクチュエータの前記出力軸が、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の回転対偶の中心軸と、前記基端側のリンクハブの中心軸とが成す平面に対して、平行にオフセットして配置されているリンク作動装置。 - 請求項1ないし請求項6のいずれか1項に記載のリンク作動装置において、前記姿勢制御用アクチュエータの前記出力軸から前記基端側の端部リンク部材の回転軸へ動力を伝達する動力伝達機構が、前記基端部材に形成された開口に通されているリンク作動装置。
- 基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、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アクチュエータが設けられたリンク作動装置において、
前記基端側のリンクハブは、前記各リンク機構を支持する基端部材を有し、
前記基端部材に対して、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の回転対偶の中心軸と、前記姿勢制御用アクチュエータの出力軸とが互いに反対側に配置されており、
前記基端側の端部リンク部材は、任意の角度に湾曲した湾曲部と、この湾曲部の一端に設けられ互いに間隔を開けて並ぶ一対の回転連結体からなる回転連結部とを有し、これら一対の回転連結体の間に、前記姿勢制御用アクチュエータの回転動力を減速して前記基端側の端部リンク部材に伝達する減速機構が配置されているリンク作動装置。
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