JP7189531B2 - link actuator - Google Patents

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JP7189531B2 JP2018230100A JP2018230100A JP7189531B2 JP 7189531 B2 JP7189531 B2 JP 7189531B2 JP 2018230100 A JP2018230100 A JP 2018230100A JP 2018230100 A JP2018230100 A JP 2018230100A JP 7189531 B2 JP7189531 B2 JP 7189531B2
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Description

この発明は、リンク作動装置に関する。 The present invention relates to a link actuation device.

従来、医療機器や産業機器などの各種装置に用いられるパラレルリンク機構が知られている（たとえば、特許文献１、特許文献２および特許文献３参照）。 2. Description of the Related Art Parallel link mechanisms used in various devices such as medical equipment and industrial equipment are conventionally known (see, for example, Patent Documents 1, 2 and 3).

特開２０００－９４２４５号公報JP-A-2000-94245 米国特許第５，８９３，２９６号明細書U.S. Pat. No. 5,893,296 特開２０１５－１０２１２５号公報JP 2015-102125 A

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。このため、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。 The parallel link mechanism of Patent Document 1 has a relatively simple configuration, but each link has a small operating angle. Therefore, if the operating range of the traveling plate is set to be large, the length of the link is increased, which causes the size of the entire mechanism to increase, resulting in an increase in the size of the device.

特許文献２のパラレルリンク機構は、基端部材としての基端側のリンクハブと先端部材としての先端側のリンクハブとを、４節連鎖の３組以上のリンク機構を介して連結した構成としている。特許文献２のパラレルリンク機構では、基端部材に対し先端部材の姿勢が変更可能になっている。特許文献２のパラレルリンク機構は、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 a base-side link hub as a base-end member and a tip-side link hub as a tip member are connected via three or more sets of four-bar chain link mechanisms. there is In the parallel link mechanism of Patent Literature 2, the attitude of the distal end member can be changed with respect to the proximal end member. The parallel link mechanism of Patent Document 2 is compact, yet capable of high-speed, high-precision operation over a wide operating range.

しかし、特許文献２のパラレルリンク機構は、先端部材の位置により当該先端部材の移動経路の回転半径が変化するとともに、当該先端部材の回転移動における回転中心の位置を固定できない。すなわち、基端部材から見て、先端部材は固定された回転中心から一定の半径を有する球面上を移動できないため、先端部材の動作をイメージしにくいという課題があった。さらに、先端部材は基端部材に対して回転２自由度で動作するため、先端部材の回転移動と独立して当該先端部材の回転半径を制御することができないという課題もあった。 However, in the parallel link mechanism of Patent Document 2, the rotation radius of the movement path of the tip member changes depending on the position of the tip member, and the position of the center of rotation in the rotational movement of the tip member cannot be fixed. That is, when viewed from the proximal end member, the distal end member cannot move on a spherical surface having a constant radius from the fixed center of rotation, so there is a problem that it is difficult to visualize the movement of the distal end member. Furthermore, since the distal end member operates with two rotational degrees of freedom with respect to the proximal end member, there is also the problem that the rotational radius of the distal end member cannot be controlled independently of the rotational movement of the distal end member.

また特許文献３では、先端部材内の貫通孔を貫通するように、作業体が配置される。このため貫通孔よりも幅の広い作業体を先端部材に搭載することができない。すなわち特許文献３で用いられる作業体は比較的サイズが小さいものであり、重量の大きい作業体を取り付けることは想定されていない。このため重量の大きい作業体を取り付けてこれを高速および高精度条件下で被作業体に対し位置決めすることが困難である。 Further, in Patent Document 3, a working body is arranged so as to pass through a through hole in the tip member. For this reason, it is not possible to mount a working body wider than the through hole on the tip member. That is, the working body used in Patent Document 3 is relatively small in size, and it is not assumed that a heavy working body is attached. This makes it difficult to mount a heavy work piece and position it with respect to the work piece under high speed and high accuracy conditions.

本発明は以上の課題に鑑みなされたものである。その目的は、重量の大きい作業体を取り付けて高速で高精度な動作を実現できるとともに、先端部材の回転移動と独立して当該先端部材の回転半径を制御できるリンク作動装置を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems. It is an object of the present invention to provide a link actuating device capable of achieving high-speed and high-precision operation by mounting a heavy working body, and capable of controlling the radius of rotation of the tip member independently of the rotational movement of the tip member. .

本開示に従ったリンク作動装置は、基端部材と、３つ以上のリンク機構とを備える。３つ以上のリンク機構は、基端部材と先端部材とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構は、先端部材の基端部材に対する姿勢を変更可能である。３つ以上のリンク機構のそれぞれは、第１～第４リンク部材を含む。第１リンク部材は、基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続される。第２リンク部材は、第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続される。第３リンク部材は、第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材は、第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続される。第４リンク部材は、さらに、先端部材に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成される。３つ以上のリンク機構において、第１回転対偶部の第１中心軸と、第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わる。３つ以上のリンク機構のそれぞれにおける第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、球面リンク中心点と交わる。当該リンク作動装置は、姿勢制御用駆動源と、作業体取り付け部材とをさらに備える。姿勢制御用駆動源は、３つ以上のリンク機構のうち少なくとも３つのリンク機構に設置され、基端部材に対する先端部材の姿勢を任意に変更する。作業体取り付け部材は３つ以上の第４リンク部材のいずれかに固定されている。 A link actuator according to the present disclosure comprises a proximal member and three or more linkages. Three or more linkages are configured to connect the proximal and distal members. Three or more linkages can change the orientation of the distal member relative to the proximal member. Each of the three or more link mechanisms includes first through fourth link members. The first link member is rotatably connected to the proximal member at the first rotational pair. The second link member is rotatably connected to the first link member at the second rotational pair. The third link member is rotatably connected to the second link member at the third rotational pair. A fourth link member is rotatably connected to the third link member at a fourth rotational pair. The fourth link member is further configured to be rotatably connected to the tip member at a fifth rotational pair. In the three or more link mechanisms, the first central axis of the first rotating pair and the second central axis of the second rotating pair intersect at the spherical link center point. The fifth central axes of the fifth rotational pairs in each of the three or more link mechanisms overlap and intersect the spherical link central point. The link actuating device further includes an attitude control drive source and a working body mounting member. The attitude control drive source is installed in at least three of the three or more link mechanisms, and arbitrarily changes the attitude of the distal member with respect to the proximal member. The working body attachment member is fixed to any one of the three or more fourth link members.

上記によれば、重量の大きい作業体を取り付けて高速で高精度な動作を実現できるとともに、当該先端部材の回転半径を回転移動とは独立して制御可能なリンク作動装置が得られる。 According to the above, it is possible to obtain a link actuating device capable of achieving high-speed and high-precision operation by attaching a heavy working body, and capable of controlling the rotation radius of the tip member independently of the rotational movement.

実施の形態１に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着される前の状態を示す斜視模式図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state of the link actuating device according to Embodiment 1 before the working body mounting member is attached; 実施の形態１に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。FIG. 2 is a schematic perspective view showing a state in which a working body mounting member is attached to the link actuating device according to Embodiment 1; 図２に示したリンク作動装置の正面模式図である。FIG. 3 is a schematic front view of the link actuating device shown in FIG. 2; 図３の線分ＩＶ－ＩＶにおける断面模式図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3; 図４の線分Ｖ－Ｖにおける断面模式図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view along the line segment VV in FIG. 4; 図５中の点線で囲まれた領域ＶＩの構成をより詳細に示す拡大断面模式図である。6 is an enlarged schematic cross-sectional view showing in more detail the configuration of a region VI surrounded by a dotted line in FIG. 5; FIG. 図１に示したリンク作動装置において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。It is a perspective schematic diagram which shows the state which changed the attitude|position of the tip member in the link actuation apparatus shown in FIG. 図２のリンク作動装置の作業体取り付け部材に、作業体が取り付けられた態様を示す斜視模式図である。3 is a schematic perspective view showing a state in which a working body is attached to a working body attachment member of the link actuating device of FIG. 2; FIG. 図８に示す実施の形態１のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。FIG. 9 is a schematic front view showing a usage example of the link actuating device of the first embodiment shown in FIG. 8; 実施の形態２に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a state in which a working body mounting member is attached to the link actuating device according to Embodiment 2; 図１０に示す実施の形態２のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。FIG. 11 is a schematic front view showing a usage example of the link actuating device of the second embodiment shown in FIG. 10; 実施の形態３に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。FIG. 11 is a schematic perspective view showing a state in which a working body mounting member is attached to the link actuating device according to Embodiment 3; 図１２に示す実施の形態３のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。13 is a schematic front view showing a usage example of the link actuating device of the third embodiment shown in FIG. 12; FIG.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には、同一の参照番号を付し、その説明は繰り返さない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings below, the same reference numbers are given to the same or corresponding parts, and the description thereof will not be repeated.

（実施の形態１）
＜リンク作動装置の構成＞
図１は、実施の形態１に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着される前の状態を示す斜視模式図である。図２は、実施の形態１に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図３は、図２に示したリンク作動装置の正面模式図である。図４は、図３の線分ＩＶ－ＩＶにおける断面模式図である。図５は、図４の線分Ｖ－Ｖにおける断面模式図である。図６は、図５中の点線で囲まれた領域ＶＩの構成をより詳細に示す拡大断面模式図である。 (Embodiment 1)
<Configuration of Link Actuator>
FIG. 1 is a schematic perspective view of a link actuating device according to Embodiment 1, showing a state before a working body mounting member is attached. FIG. 2 is a schematic perspective view of the link actuating device according to Embodiment 1, showing a state in which a working body mounting member is attached. 3 is a schematic front view of the link actuating device shown in FIG. 2. FIG. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view taken along the line segment VV in FIG. FIG. 6 is an enlarged schematic cross-sectional view showing in more detail the configuration of region VI surrounded by dotted lines in FIG.

図１～図６に示したリンク作動装置１０Ａは、基端部材１と、先端部材８と、３つのリンク機構１１とを備える。基端部材１は平面形状が円形状の板状体である。なお、基端部材１の形状は任意の形状とすることができる。たとえば基端部材１の平面形状を四角形状、三角形状などの多角形状、あるいは楕円形状、半円形状などとしてもよい。また、リンク機構１１の数は３以上であればよく、たとえば４または５としてもよい。 The link actuating device 10A shown in FIGS. 1-6 comprises a proximal member 1, a distal member 8, and three link mechanisms 11. As shown in FIG. The proximal end member 1 is a plate-like body having a circular planar shape. In addition, the shape of the base end member 1 can be made into arbitrary shapes. For example, the planar shape of the proximal end member 1 may be polygonal such as quadrangular, triangular, elliptical, or semicircular. Also, the number of link mechanisms 11 may be 3 or more, and may be 4 or 5, for example.

３つのリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能な状態で、基端部材１と先端部材８とを接続する。３つのリンク機構１１のそれぞれは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃ、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃ、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃおよび第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃを含む。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部Ｒ１において姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃにより回転可能に接続される。なお、第１回転対偶部Ｒ１および姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃについては後述する。 The three link mechanisms 11 connect the proximal end member 1 and the distal end member 8 in a state in which the posture of the distal end member 8 with respect to the proximal end member 1 can be changed. Each of the three link mechanisms 11 includes first link members 4a, 4b, 4c, second link members 6a, 6b, 6c, third link members 7a, 7b, 7c and fourth link members 8a, 8b, 8c. . The first link members 4a, 4b, 4c are rotatably connected to the base end member 1 at the first rotational pair portion R1 by attitude control drive sources 35a, 35b, 35c. The first rotational pair portion R1 and the attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c will be described later.

第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは円弧状にのびる棒状の部材である。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの一方端部に上記貫通孔４３が形成されている。図４に示すように、基端部材１の表面に垂直な方向から見た平面視において、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの内周側表面は曲面状になっている。上記平面視における当該内周側表面の曲率半径は、基端部材１の外周の曲率半径より小さい。なお、上記内周側表面の曲率半径は、基端部材１の外周の曲率半径と同じでもよく、当該外周の曲率半径より大きくてもよい。また、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの形状は円弧状以外の形状でもよい。たとえば、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの形状は直線状に延びる棒状であってもよいし、屈曲部を含む棒状であってもよい。図４に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは基端部材１の外周より内側に配置されている。しかし第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは基端部材１の外周より外側に配置されてもよい。 The first link members 4a, 4b, and 4c are bar-shaped members extending in an arc shape. The through holes 43 are formed at one ends of the first link members 4a, 4b and 4c. As shown in FIG. 4, when viewed from above in a direction perpendicular to the surface of the proximal member 1, the inner peripheral surfaces of the first link members 4a, 4b, and 4c are curved. The radius of curvature of the inner peripheral surface in plan view is smaller than the radius of curvature of the outer periphery of the proximal member 1 . The radius of curvature of the inner peripheral surface may be the same as the radius of curvature of the outer periphery of the proximal member 1, or may be larger than the radius of curvature of the outer periphery. Also, the shape of the first link members 4a, 4b, and 4c may be a shape other than an arc shape. For example, the shape of the first link members 4a, 4b, 4c may be a straight rod-like shape or a rod-like shape including a bent portion. As shown in FIG. 4, the first link members 4a, 4b, and 4c are arranged inside the outer periphery of the base end member 1. As shown in FIG. However, the first link members 4a, 4b, 4c may be arranged outside the outer circumference of the proximal member 1. FIG.

第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃにおいて貫通孔４３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部４１には、軸部４２が形成されている。軸部４２は基端部材１の外周から外側に向けて延びるように形成されている。軸部４２は第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃの基端部材１に面する内周側側面と反対側の外周側側面に形成されている。軸部４２は第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの貫通孔６３に挿入されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの貫通孔６３から突出した軸部４２の先端部には固定部材の一例であるナット５ａ、５ｂ、５ｃが固定されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは軸部４２を中心に回転可能になっている。軸部４２と当該軸部４２が挿入された貫通孔６３が形成されている第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの部分とにより第２回転対偶部Ｒ２が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに第２回転対偶部Ｒ２において回転可能に接続される。 A shaft portion 42 is formed at the other end portion 41 of the first link members 4a, 4b, and 4c located opposite to the one end portion where the through hole 43 is formed. The shaft portion 42 is formed so as to extend outward from the outer periphery of the base end member 1 . The shaft portion 42 is formed on the outer peripheral side surface of the first link members 4a, 4b, 4c opposite to the inner peripheral side surface facing the base end member 1. As shown in FIG. The shaft portion 42 is inserted into the through holes 63 of the second link members 6a, 6b, 6c. Nuts 5a, 5b, and 5c, which are examples of fixing members, are fixed to the tip portions of the shaft portions 42 protruding from the through holes 63 of the second link members 6a, 6b, and 6c. The second link members 6 a , 6 b , 6 c are rotatable around the shaft portion 42 . The shaft portion 42 and the portions of the second link members 6a, 6b, 6c formed with the through holes 63 into which the shaft portions 42 are inserted constitute the second rotational pair portion R2. That is, the second link members 6a, 6b, 6c are rotatably connected to the first link members 4a, 4b, 4c at the second rotational pair portion R2.

中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃは第１回転対偶部Ｒ１の中心軸に相当する。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの他方端部４１における軸部４２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃは第２回転対偶部Ｒ２の中心軸に相当する。図１および図４に示すように、後述する回転軸３７の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと軸部４２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０において交差する。この交差は必要条件であり、球面リンク中心点３０に、上記第１回転対偶部Ｒ１の中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと第２回転対偶部Ｒ２の中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃが交差するならば、第１回転対偶部Ｒ１および第２回転対偶部Ｒ２の配置は任意に変更可能である。 The central axes 15a, 15b, 15c correspond to the central axis of the first rotational pair portion R1. The central axes 16a, 16b, 16c of the shaft portions 42 at the other ends 41 of the first link members 4a, 4b, 4c correspond to the central axis of the second rotational pair portion R2. As shown in FIGS. 1 and 4, central axes 15a, 15b, 15c of the rotating shaft 37 and central axes 16a, 16b, 16c of the shaft portion 42, which will be described later, intersect at the center point 30 of the spherical link. This intersection is a necessary condition. , the first rotational pair portion R1 and the second rotational pair portion R2 can be arbitrarily changed.

第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの一方端部に上記貫通孔６３が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。図１および図４に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃが基端部材１の表面に沿って延びるように配置された状態で、先端部材８側から見たときに第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周と重なる位置に配置される。なお、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周より内側のみに配置されてもよい。また第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは基端部材１の外周より外側のみに配置されてもよい。 The second link members 6a, 6b, 6c are rod-shaped members extending linearly. The through hole 63 is formed at one end of each of the second link members 6a, 6b, 6c. The shape of the second link members 6a, 6b, 6c may be any shape other than a linearly extending rod shape. For example, the second link members 6a, 6b, 6c may be rod-shaped bodies extending in an arc shape. As shown in FIGS. 1 and 4, in a state in which the first link members 4a, 4b, and 4c are arranged to extend along the surface of the proximal member 1, the second link when viewed from the distal member 8 side The members 6 a , 6 b , 6 c are arranged at positions overlapping the outer periphery of the base end member 1 . The second link members 6a, 6b, and 6c may be arranged only inside the outer periphery of the proximal member 1. FIG. Further, the second link members 6a, 6b, 6c may be arranged only outside the outer circumference of the base end member 1. FIG.

第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃにおいて貫通孔６３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部を受け入れる凹部が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部には、凹部に面する位置に貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部にも貫通孔が形成されている。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔７３とは直線状に並ぶように配置される。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部における貫通孔と、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部における貫通孔７３とには連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃが挿入されている。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃは第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃと第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃの他方端部と第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部とにより第３回転対偶部Ｒ３が構成される。つまり、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃとは第３回転対偶部Ｒ３において回転可能に接続される。 A concave portion for receiving one end of each of the third link members 7a, 7b, 7c is formed at the other end of the second link members 6a, 6b, 6c opposite to the one end where the through hole 63 is formed. It is A through hole is formed at a position facing the recess in the other end of the second link members 6a, 6b, 6c. Through holes are also formed in one end portions of the third link members 7a, 7b, and 7c. The through holes at the other ends of the second link members 6a, 6b, 6c and the through holes 73 at the one ends of the third link members 7a, 7b, 7c are arranged linearly. Connecting members 13a, 13b, 13c are inserted into the through holes at the other ends of the second link members 6a, 6b, 6c and the through holes 73 at the one ends of the third link members 7a, 7b, 7c. . The connecting members 13a, 13b, 13c connect the second link members 6a, 6b, 6c and the third link members 7a, 7b, 7c in a relatively rotatable state. The connecting members 13a, 13b, 13c are, for example, bolts and nuts. The connecting members 13a, 13b, 13c, the other end portions of the second link members 6a, 6b, 6c, and the one end portions of the third link members 7a, 7b, 7c form a third rotational pair portion R3. That is, the second link members 6a, 6b, 6c and the third link members 7a, 7b, 7c are rotatably connected at the third rotational pair portion R3.

連結部材１３ａ、１３ｂ、１３ｃの中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃは第３回転対偶部Ｒ３における中心軸に相当する。中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃはそれぞれ中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃと直交する方向に延びる。 The central axes 17a, 17b, 17c of the connecting members 13a, 13b, 13c correspond to the central axis of the third rotational pair portion R3. The central axes 17a, 17b and 17c extend in directions perpendicular to the central axes 16a, 16b and 16c, respectively.

なお中心軸１７ａ，１７ｂ，１７ｃと中心軸１６ａ，１６ｂ，１６ｃとが交差するように第２リンク部材６ａ，６ｂ，６ｃを構成する形態もある。その場合、第１リンク部材４ａ～４ｃの構造と第２リンク部材６ａ～６ｃの構造とが上記とは若干異なるものとなる。具体的には、当該形態においては、第１リンク部材４ａ～４ｃの端部（回転対偶部Ｒ２の場所）に貫通孔が形成され、第２リンク部材６ａ～６ｃの回転対偶部Ｒ２に対応する場所は軸状に形成されている。回転対偶部Ｒ２では第２リンク部材６ａ～６ｃの軸状の部分が第１リンク部材４ａ～４ｃの貫通孔に挿入される。第２リンク部材６ａ～６ｃは回転対偶部Ｒ２での軸状の部分が棒状に延び、その端部が第３リンク部材７ａ～７ｃを接続する凹部となる。つまり、たとえば球面リンク中心点３０と、回転対偶部Ｒ３と、回転対偶部Ｒ４との３点により形成される三角形は、回転対偶部Ｒ２で回転する幾何学的構造となる。そのようになるように、３つの回転対偶部Ｒ２、Ｒ３，Ｒ４が配置される。 There is also a form in which the second link members 6a, 6b, 6c are configured so that the central axes 17a, 17b, 17c and the central axes 16a, 16b, 16c intersect. In that case, the structure of the first link members 4a-4c and the structure of the second link members 6a-6c are slightly different from the above. Specifically, in this embodiment, through holes are formed at the ends of the first link members 4a to 4c (locations of the rotational pairs R2) and correspond to the rotational pairs R2 of the second link members 6a to 6c. The place is shaped like an axis. The shaft-like portions of the second link members 6a-6c are inserted into the through-holes of the first link members 4a-4c in the rotational pair portion R2. The second link members 6a-6c extend rod-like at the shaft-like portion of the rotating pair R2, and the end of the shaft-like portion forms a recess connecting the third link members 7a-7c. That is, for example, a triangle formed by the three points of the spherical link center point 30, the rotational pair portion R3, and the rotational pair portion R4 is a geometric structure that rotates at the rotational pair portion R2. To do so, the three rotational pairs R2, R3, R4 are arranged.

第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃは直線状に延びる棒状の部材である。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの一方端部に上記貫通孔７３が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの形状は直線状に延びる棒状以外の任意の形状としてもよい。たとえば、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃを円弧状に延びる棒状体などとしてもよい。 The third link members 7a, 7b, and 7c are rod-shaped members extending linearly. The through hole 73 is formed at one end of each of the third link members 7a, 7b, 7c. The shape of the third link members 7a, 7b, and 7c may be any shape other than a linearly extending rod shape. For example, the third link members 7a, 7b, and 7c may be rods extending in an arc shape.

第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃにおいて貫通孔７３が形成された一方端部と反対側に位置する他方端部には、貫通孔７４が形成されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃには、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部を受け入れる凹部が形成されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの上記凹部に面する壁部８３には、凹部に繋がる貫通孔が形成されている。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部における貫通孔７４と、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３に形成された貫通孔とは直線状に並ぶように配置される。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部における貫通孔７４と、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３における貫通孔とには連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃが挿入されている。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃは第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃと第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃとを相対的に回転可能な状態で連結する。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃはたとえばボルトおよびナットである。連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃと第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃの他方端部と第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの壁部８３とにより第４回転対偶部Ｒ４が構成される。つまり、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃと第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃとは第４回転対偶部Ｒ４において回転可能に接続される。 A through hole 74 is formed in the other end of the third link members 7a, 7b, 7c located opposite to the one end where the through hole 73 is formed. The fourth link members 8a, 8b, 8c are formed with recesses for receiving the other ends of the third link members 7a, 7b, 7c. A wall portion 83 of each of the fourth link members 8a, 8b, 8c facing the concave portion is formed with a through hole communicating with the concave portion. The through-holes 74 at the other ends of the third link members 7a, 7b, 7c and the through-holes formed in the wall portions 83 of the fourth link members 8a, 8b, 8c are arranged in a straight line. Connecting members 14a, 14b, 14c are inserted into the through holes 74 at the other ends of the third link members 7a, 7b, 7c and the through holes in the wall portions 83 of the fourth link members 8a, 8b, 8c. . The connecting members 14a, 14b, 14c connect the third link members 7a, 7b, 7c and the fourth link members 8a, 8b, 8c in a relatively rotatable state. The connecting members 14a, 14b, 14c are, for example, bolts and nuts. A fourth rotational pair portion R4 is formed by the connecting members 14a, 14b, 14c, the other ends of the third link members 7a, 7b, 7c, and the wall portions 83 of the fourth link members 8a, 8b, 8c. That is, the third link members 7a, 7b, 7c and the fourth link members 8a, 8b, 8c are rotatably connected at the fourth rotational pair portion R4.

連結部材１４ａ、１４ｂ、１４ｃの中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃは第４回転対偶部Ｒ４における中心軸に相当する。中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃはそれぞれ中心軸１７ａ、１７ｂ、１７ｃと平行な方向に延びる。 The central axes 18a, 18b, 18c of the connecting members 14a, 14b, 14c correspond to the central axis of the fourth rotational pair portion R4. The central axes 18a, 18b, 18c extend parallel to the central axes 17a, 17b, 17c, respectively.

第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、それぞれ壁部８３に接続されたベース部材８１ａ～８１ｃを含む。したがって第４リンク部材８ａは、ベース部材８１ａと、第３リンク部材７ａに連結される壁部８３とを含む。第４リンク部材８ｂは、ベース部材８１ｂと、第３リンク部材７ｂに連結される壁部８３とにより形成されている。第４リンク部材８ｃは、ベース部材８１ｃと、第３リンク部材７ｃに連結される壁部８３とにより形成されている。 The fourth link members 8a, 8b, 8c include base members 81a-81c connected to the wall portion 83, respectively. Therefore, the fourth link member 8a includes a base member 81a and a wall portion 83 connected to the third link member 7a. The fourth link member 8b is formed by a base member 81b and a wall portion 83 connected to the third link member 7b. The fourth link member 8c is formed by a base member 81c and a wall portion 83 connected to the third link member 7c.

ベース部材８１ａ～８１ｃの平面形状は円形状である。ベース部材８１ａの中央には図５に示すように中心軸８２が設けられている。このため第４リンク部材８ａは、ベース部材８１ａと壁部８３とに加え、中心軸８２を含んでいる。第４リンク部材８ｂのベース部材８１ｂはベース部材８１ａに重なるように配置される。ベース部材８１ｂの中央には貫通孔が形成されている。第４リンク部材８ｃのベース部材８１ｃはベース部材８１ｂ上に重なるように配置されている。ベース部材８１ｃの中央には貫通孔が形成されている。ベース部材８１ｂ、８１ｃは、それぞれの貫通孔に中心軸８２が挿入された状態で、ベース部材８１ａ上に積層されている。中心軸８２の先端部には固定部材としてのナット９が設置されている。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、中心軸８２を中心とした互いに独立に回転可能になっている。図１～図６に示したパラレルリンク機構では、積層配置された第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの中心軸８２またはベース部材８１ａ～８１ｃを先端部材８とみることができる。なお、先端部材として、別の部材を中心軸８２またはベース部材８１ａ～８１ｃのいずれかと接続してもよい。上記のような構成において、ベース部材８１ａ～８１ｃと中心軸８２とナット９とから第５回転対偶部Ｒ５が構成される。図５からわかるように、３つのリンク機構１１の第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９は重なるように配置される。つまり、複数のリンク機構１１の第５回転対偶部Ｒ５は１カ所に重なるように配置されている。なお、中心軸８２としてはベース部材８１ａと別部材であるボルトなどを用いてもよい。この場合、ベース部材８１ａの中央部に当該ボルトを挿入する貫通孔が形成される。 The planar shape of the base members 81a to 81c is circular. A central shaft 82 is provided at the center of the base member 81a as shown in FIG. Therefore, the fourth link member 8a includes the central shaft 82 in addition to the base member 81a and the wall portion 83. As shown in FIG. The base member 81b of the fourth link member 8b is arranged so as to overlap the base member 81a. A through hole is formed in the center of the base member 81b. The base member 81c of the fourth link member 8c is arranged so as to overlap the base member 81b. A through hole is formed in the center of the base member 81c. The base members 81b and 81c are stacked on the base member 81a with the central shaft 82 inserted into each through hole. A nut 9 as a fixing member is installed at the tip of the central shaft 82 . The fourth link members 8a, 8b, 8c are rotatable around the central axis 82 independently of each other. In the parallel link mechanism shown in FIGS. 1 to 6, the center shaft 82 or the base members 81a to 81c of the stacked fourth link members 8a, 8b, 8c can be regarded as the tip member 8. As shown in FIG. As the tip member, another member may be connected to the central shaft 82 or any one of the base members 81a to 81c. In the configuration as described above, the base members 81a to 81c, the central shaft 82 and the nut 9 constitute the fifth rotational pair portion R5. As can be seen from FIG. 5, the fifth central shafts 19 of the fifth rotational pairs R5 of the three link mechanisms 11 are arranged so as to overlap. That is, the fifth rotational pair portions R5 of the plurality of link mechanisms 11 are arranged so as to overlap at one place. As the center shaft 82, a bolt or the like, which is a separate member from the base member 81a, may be used. In this case, a through hole for inserting the bolt is formed in the central portion of the base member 81a.

第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃにおいては、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９とがねじれた配置になっている。より具体的には、第４回転対偶部Ｒ４の第４中心軸１８ａ、１８ｂ、１８ｃと、第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９とは互いに直交する方向に延びている。 In the fourth link members 8a, 8b, 8c, the fourth central shafts 18a, 18b, 18c of the fourth rotational pair portion R4 and the fifth central shaft 19 of the fifth rotational pair portion R5 are arranged in a twisted manner. there is More specifically, the fourth central shafts 18a, 18b, 18c of the fourth rotational pair portion R4 and the fifth central shaft 19 of the fifth rotational pair portion R5 extend in directions perpendicular to each other.

図１および図４に示すように、第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部Ｒ２の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。また、図５に示すように、リンク機構１１のそれぞれにおける第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９は重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わる。なお、上記の関係を満たせば各対偶部Ｒ１～Ｒ５の配置は任意に設定できる。 As shown in FIGS. 1 and 4, the first central shafts 15a, 15b, 15c of the first rotational joint portion R1 and the second central shafts 16a, 16b, 16c of the second rotational joint portion R2 are the spherical link center points. Intersect at 30. Further, as shown in FIG. 5 , the fifth central shafts 19 of the fifth rotational pair R5 in each of the link mechanisms 11 overlap and intersect the spherical link central point 30 . The arrangement of the paired portions R1 to R5 can be arbitrarily set as long as the above relationship is satisfied.

図１～図４を参照して、リンク作動装置１０Ａは、以上の構成を有するパラレルリンク機構と、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃとを備える。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、３つのリンク機構１１のすべてに設置されている。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの回転角度を変更することにより、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。なお図５においては、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃの図示が省略されている。 Referring to FIGS. 1 to 4, the link actuating device 10A includes a parallel link mechanism having the configuration described above, and attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c. Attitude control drive sources 35 a , 35 b , 35 c are installed in all three link mechanisms 11 . The attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c change the rotation angles of the first link members 4a, 4b, and 4c about the first central axes 15a, 15b, and 15c, so that the tip end member 8 is rotated with respect to the base end member 1. Change your posture at will. In FIG. 5, illustration of the attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c is omitted.

図１および図４に示すように、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、それぞれ固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃに固定されることで基端部材１に接続されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃは基端部材１の表面における外周部に設置されている。固定部３６ａ、３６ｂ、３６ｃの形状は任意の形状とできるが、たとえば板状である。 As shown in FIGS. 1 and 4, the attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c are connected to the base end member 1 by being fixed to fixing portions 36a, 36b, and 36c, respectively. The fixed portions 36 a , 36 b , 36 c are installed on the outer peripheral portion of the surface of the base end member 1 . The fixing portions 36a, 36b, and 36c may have any shape, but are plate-like, for example.

姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは電動モータなど回転駆動力を発生させることができれば任意の構成を採用できる。姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃはそれぞれ回転可能な回転軸３７を含む。回転軸３７が第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの貫通孔４３に挿入されナット３ａ、３ｂ、３ｃにより固定されている。つまり回転軸３７に第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃが固定されている。回転軸３７の回転により第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃ周りに回転する。ここで、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、図４に示すように回転軸３７の中心軸である。回転軸３７と当該回転軸３７が挿入された貫通孔４３が形成された第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの部分とにより第１回転対偶部Ｒ１が構成される。 The attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c may have any configuration, such as an electric motor, as long as they can generate rotational driving force. The attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c each include a rotatable rotary shaft 37. As shown in FIG. A rotary shaft 37 is inserted into through holes 43 of the first link members 4a, 4b, 4c and fixed by nuts 3a, 3b, 3c. That is, the first link members 4a, 4b, and 4c are fixed to the rotating shaft 37. As shown in FIG. Rotation of the rotary shaft 37 causes the first link members 4a, 4b, 4c to rotate around the first central shafts 15a, 15b, 15c. Here, the first central axes 15a, 15b, and 15c are central axes of the rotary shaft 37 as shown in FIG. The rotary shaft 37 and the portions of the first link members 4a, 4b, and 4c formed with the through holes 43 into which the rotary shaft 37 is inserted constitute a first rotary pair portion R1.

姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと重なる位置に配置している。また、姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃは、基端部材１の先端部材８側の表面側であって、基端部材１の外周より外側に突出した状態で配置されている。 The attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c are arranged at positions overlapping the first central shafts 15a, 15b, and 15c. The attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c are arranged on the front surface side of the base end member 1 on the side of the tip end member 8 so as to protrude outward from the outer circumference of the base end member 1. As shown in FIG.

このような構成により、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を各リンク機構１１（図１参照）の状態によって一意に決定できる。すなわち、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの基端部材１に対する姿勢、あるいは第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの回転角度、を制御することで、先端部材８の姿勢を制御することができる。 With such a configuration, the posture of the distal end member 8 with respect to the proximal end member 1 can be uniquely determined by the state of each link mechanism 11 (see FIG. 1). That is, by controlling the posture of the first link members 4a, 4b, and 4c with respect to the base end member 1, or the rotation angles of the first link members 4a, 4b, and 4c around the first central axes 15a, 15b, and 15c, The posture of the tip member 8 can be controlled.

なお、リンク作動装置においてリンク機構１１（図１参照）が３つ以上設置されている場合、当該３つ以上のリンク機構１１のうち少なくとも３つのリンク機構に姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃを設置すればよい。 When three or more link mechanisms 11 (see FIG. 1) are installed in the link actuating device, at least three link mechanisms among the three or more link mechanisms 11 are equipped with attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c. should be set.

図２，３，５，６に示すように、リンク作動装置１０Ａには、作業体取り付け部材１２１が固定されている。作業体取り付け部材１２１には、後述する作業体が取り付け可能である。作業体はリンク作動装置１０Ａが行なうべき作業を行なう部材である。作業体取り付け部材１２１は、たとえば平面視において円形状を有し、図３の上下方向に沿う厚みを有する円盤形状である。作業体取り付け部材１２１の平面視における中心を含む中央部には、厚み方向に延びる貫通孔１２２が形成されている。貫通孔１２２内には第４リンク部材８ａの中心軸８２およびナット９が収納される。作業体取り付け部材１２１には、ボルト収納用孔部１２３が形成されている。ボルト収納用孔部１２３は固定部材としてのボルト１２４を収納することにより、ボルト１２４が作業体取り付け部材１２１を、先端部材８に固定している。 As shown in FIGS. 2, 3, 5 and 6, a working body mounting member 121 is fixed to the link actuating device 10A. A working body, which will be described later, can be attached to the working body mounting member 121 . The working body is a member that performs the work to be performed by the link actuating device 10A. The working body attachment member 121 has, for example, a circular shape in plan view and a disc shape having a thickness along the vertical direction in FIG. A through hole 122 extending in the thickness direction is formed in the central portion including the center of the working body attachment member 121 in plan view. The central shaft 82 of the fourth link member 8a and the nut 9 are accommodated in the through hole 122. As shown in FIG. A bolt housing hole 123 is formed in the working body mounting member 121 . The bolt housing hole 123 houses a bolt 124 as a fixing member, whereby the bolt 124 fixes the working body mounting member 121 to the distal end member 8 .

作業体取り付け部材１２１は、３つの第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのいずれかに固定されている。図６に示すように、ここでは一例として、積層されたベース部材８１ａ，８１ｂ，８１ｃのうち最上層であるベース部材８１ｃの上面上にボルト１２４により、作業体取り付け部材１２１が固定されている。ボルト収納用孔部１２３は作業体取り付け部材１２１の厚み方向に延びこれを貫通している。ボルト収納用孔部１２３はボルト１２４を貫通可能な貫通孔であってもよいが、図６のようにいわゆるザグリ加工がなされた形状であってもよい。あるいはボルト収納用孔部１２３の代わりに、作業体取り付け部材１２１の表面には作業体を接着剤により固定するための平面部が設けられてもよい。 The working body mounting member 121 is fixed to one of the three fourth link members 8a, 8b, 8c. As shown in FIG. 6, here, as an example, a working body mounting member 121 is fixed by bolts 124 on the upper surface of a base member 81c, which is the uppermost layer among the laminated base members 81a, 81b, and 81c. The bolt housing hole 123 extends in the thickness direction of the working body mounting member 121 and penetrates it. The bolt housing hole 123 may be a through hole through which the bolt 124 can pass, or may have a so-called counterbore shape as shown in FIG. Alternatively, instead of the bolt housing holes 123, the surface of the working body mounting member 121 may be provided with a flat portion for fixing the working body with an adhesive.

ベース部材８１ｃには、ボルト１２４のネジ部が挿入され締結可能な雌ねじを有する孔部１２５が形成されていてもよい。ボルト収納用孔部１２３およびこれに隣接する上記孔部１２５に挿入されるように、ボルト１２４が配置され締結される。これにより作業体取り付け部材１２１は、ベース部材８１ｃすなわち第４リンク部材８ｃに固定されている。 The base member 81c may be formed with a hole portion 125 having a female thread into which the screw portion of the bolt 124 can be inserted and tightened. A bolt 124 is arranged and fastened so as to be inserted into the bolt housing hole 123 and the hole 125 adjacent thereto. Thereby, the working body mounting member 121 is fixed to the base member 81c, that is, the fourth link member 8c.

また貫通孔１２２よりも平面視での外側には、後述する作業体を取り付けるための孔部として厚み方向に延びる取り付け部１２６が形成されている。取り付け部１２６は、貫通孔１２２と間隔をあけて形成されている。取り付け部１２６はボルトを貫通可能な貫通孔であってもよいが、図６のようにいわゆるザグリ加工がなされた形状であってもよい。また取り付け部１２６は取り付け部１２６の外周に近い位置に形成されてもよい。あるいは取り付け部１２６の代わりに、作業体取り付け部材１２１の表面には作業体を接着剤により固定するスペースとしての平面部が設けられてもよい。 A mounting portion 126 extending in the thickness direction is formed outside the through hole 122 in plan view as a hole for mounting a working body, which will be described later. The mounting portion 126 is formed spaced apart from the through hole 122 . The mounting portion 126 may be a through hole through which a bolt can pass, or may have a so-called counterbore shape as shown in FIG. Also, the attachment portion 126 may be formed at a position close to the outer circumference of the attachment portion 126 . Alternatively, instead of the mounting portion 126, the surface of the working body mounting member 121 may be provided with a flat portion as a space for fixing the working body with an adhesive.

＜リンク作動装置の動作＞
図７は、図１に示したリンク作動装置において先端部材の姿勢を変更した状態を示す斜視模式図である。図７に示すように、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃの第１回転対偶部Ｒ１における第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃまわりの回転角度をそれぞれ変更することにより、先端部材８の位置を任意に変更することができる。図７では、第１リンク部材４ｂの第１中心軸１５ｂまわりの回転角度を相対的に大きくすることで、先端部材８において第４リンク部材８ｂ側が上方に持上げられるとともに、先端部材中心３１から見て第４リンク部材８ｂが位置する側と反対側に先端部材８全体が移動している。 <Operation of link actuator>
7 is a schematic perspective view showing a state in which the posture of the tip member is changed in the link actuating device shown in FIG. 1. FIG. As shown in FIG. 7, the position of the tip member 8 can be changed by changing the rotation angles of the first link members 4a, 4b, and 4c around the first central axes 15a, 15b, and 15c in the first rotation pairs R1. It can be changed arbitrarily. In FIG. 7, by relatively increasing the rotation angle of the first link member 4b around the first central axis 15b, the fourth link member 8b side of the tip member 8 is lifted upward, and when viewed from the tip member center 31 The entire tip member 8 has moved to the side opposite to the side where the fourth link member 8b is located.

図１～図７に示したリンク作動装置１０Ａでは、上述のような構成とすることにより、球面リンク中心点３０を中心とした球面上を先端部材８が動作する。すなわち、先端部材８の姿勢は、図７に示すように球面リンク中心点３０を原点とした３次元の極座標（ｒ，θ，φ）で表すことができる。ここでいう折れ角θとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、基端部材１と第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃとの接続部である第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、先端部材中心軸である第５中心軸１９とが成す角度である。旋回角φとは、先端部材中心３１から垂直方向に降ろした線が、第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃを含む平面と交わる点と球面リンク中心点３０とを通る直線と、第１のリンク機構１１に第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａとが成す角度である。また、中心間距離ｒとは、球面リンク中心点３０と先端部材中心３１との距離である。 In the link actuating device 10A shown in FIGS. 1 to 7, the tip member 8 operates on a spherical surface centered on the spherical link center point 30 due to the configuration described above. That is, the posture of the tip member 8 can be represented by three-dimensional polar coordinates (r, θ, φ) with the spherical link center point 30 as the origin, as shown in FIG. Here, the bending angle θ means that a line drawn vertically from the tip member center 31 is the first rotation pair portion R1, which is the connection portion between the base end member 1 and the first link members 4a, 4b, and 4c. It is an angle formed by a straight line passing through a point that intersects a plane including the first center axes 15a, 15b, and 15c and the spherical link center point 30, and the fifth center axis 19, which is the tip member center axis. The turning angle φ is defined by a straight line passing through a point where a line drawn vertically from the tip member center 31 intersects a plane containing the first center axes 15a, 15b, and 15c and the spherical link center point 30, and the first link This is the angle formed between the mechanism 11 and the first central axis 15a of the first rotational pair R1. The center-to-center distance r is the distance between the spherical link center point 30 and the tip member center 31 .

なお図７においては、説明の便宜のため、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃを有さないパラレルリンク機構が図示されている。図７では基端部材１に接続された、上記の回転軸３７に相当する軸部２２に第１リンク部材４ａ，４ｂ，４ｃが回転可能に接続されている。軸部２２の先端にはナット３ａ，３ｂ，３ｃが固定されている。 For convenience of explanation, FIG. 7 shows a parallel link mechanism that does not have the attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c. In FIG. 7, the first link members 4a, 4b, 4c are rotatably connected to the shaft portion 22 corresponding to the rotating shaft 37, which is connected to the proximal end member 1. As shown in FIG. Nuts 3 a , 3 b , 3 c are fixed to the tip of the shaft portion 22 .

＜作業体の取り付け例＞
図８は、図２のリンク作動装置の作業体取り付け部材に、作業体が取り付けられた態様を示す斜視模式図である。図８に示すように、本実施の形態に係るリンク作動装置１０Ａの作業体取り付け部材１２１の上に、エンドエフェクタとも呼ばれる作業体１２７が取り付けられている。作業体１２７は、上記の取り付け部１２６に収納された図示されないボルトなどにより取り付けられている。なお図８では作業体１２７の直方体状の本体部分から上方に軸が突出している。この軸はたとえば作業体１２７に作業体部品としてのたとえばドリルを取り付ける場合の回転中心軸であり、取り付けられたドリルに回転動力を伝えるための軸である。ただし作業体１２７にはこのような軸が含まれていなくてもよい。 <Example of working body attachment>
8 is a schematic perspective view showing a state in which a working body is attached to a working body attachment member of the link actuating device of FIG. 2. FIG. As shown in FIG. 8, a working body 127, also called an end effector, is mounted on the working body mounting member 121 of the link actuating device 10A according to this embodiment. The working body 127 is attached by a bolt or the like (not shown) accommodated in the attachment portion 126 described above. In FIG. 8, a shaft protrudes upward from the rectangular parallelepiped main body portion of the working body 127 . This shaft is a central axis of rotation when a working body part such as a drill is attached to the working body 127, and is a shaft for transmitting rotational power to the attached drill. However, the working body 127 need not include such an axis.

図９は、図８に示す実施の形態１のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。図９に示すように、図８のリンク作動装置は、図８の状態に対して上下反転させた状態で、基端部材１が天井ＣＬＧの下側を向く面に固定される。これにより、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃおよび固定部３６ａ，３６ｂ，３６ｃが天井ＣＬＧの下側を向く面に隣接するように配置される。 9 is a schematic front view showing an example of use of the link actuating device of Embodiment 1 shown in FIG. 8. FIG. As shown in FIG. 9, the link actuating device of FIG. 8 is fixed to the downward facing surface of the ceiling CLG with the base end member 1 turned upside down with respect to the state of FIG. As a result, the attitude control drive sources 35a, 35b, 35c and the fixed portions 36a, 36b, 36c are arranged adjacent to the downward facing surface of the ceiling CLG.

図９において、図６のようにベース部材８１ｃ上に作業体取り付け部材１２１が取り付けられ、その基端部材１と反対側すなわち図９の下側の面上に作業体１２７が取り付けられる。作業体１２７は図９においては物体を把持するハンドであるがこれに限られない。作業体１２７であるハンドは、その下側の先端部が２つの部分に分かれている。この２つの部分の間に被作業体１２８を挟み把持することが可能となっている。図９においては作業体１２７であるハンドは、被作業体１２８であるコネクタを把持している。ただし被作業体１２８はコネクタに限られない。このように作業体１２７を設置することで、被作業体１２８に対して任意の作業がなされる。作業体１２７が把持する被作業体１２８は、作業台１２９であるたとえばコネクタ挿入口に対向している。作業体１２７はリンク作動装置１０Ａにより上下方向に移動される。このため作業体１２７は、被作業体１２８を作業台１２９に挿入したり、作業台１２９から被作業体１２８を抜き取ったりすることができる。図９において、球面リンク中心点３０と先端部材８との距離を変更することにより、リンク作動装置１０Ａは任意の方向を向いた作業台１２９に対して被作業体１２８を取り付けおよび取り外しできる。 In FIG. 9, the working body mounting member 121 is mounted on the base member 81c as shown in FIG. 6, and the working body 127 is mounted on the side opposite to the base end member 1, that is, on the lower surface in FIG. Although the working body 127 is a hand that grips an object in FIG. 9, it is not limited to this. The hand, which is the working body 127, is divided into two parts at its lower tip. It is possible to sandwich and grip the work piece 128 between these two parts. In FIG. 9, the hand, which is the working body 127, holds the connector, which is the working body 128. In FIG. However, the work piece 128 is not limited to a connector. By installing the working body 127 in this manner, arbitrary work can be performed on the to-be-worked body 128 . A work piece 128 gripped by the work piece 127 faces a workbench 129 such as a connector insertion opening. The working body 127 is vertically moved by the link actuating device 10A. Therefore, the work piece 127 can insert the work piece 128 into the work table 129 or remove the work piece 128 from the work table 129 . In FIG. 9, by changing the distance between the spherical link center point 30 and the tip member 8, the link actuating device 10A can attach and detach the work piece 128 to and from the workbench 129 facing any direction.

＜作用効果＞
本開示に従ったリンク作動装置１０Ａは、基端部材１と、３つ以上のリンク機構１１とを備える。３つ以上のリンク機構１１は、基端部材１と先端部材８とを接続するように構成される。３つ以上のリンク機構１１は、先端部材８の基端部材１に対する姿勢を変更可能である。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれは、第１～第４リンク部材を含む。第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃは、基端部材１に第１回転対偶部Ｒ１において回転可能に接続される。第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃは、第１リンク部材４ａ、４ｂ、４ｃに第２回転対偶部Ｒ２において回転可能に接続される。第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃは、第２リンク部材６ａ、６ｂ、６ｃに第３回転対偶部Ｒ３において回転可能に接続される。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、第３リンク部材７ａ、７ｂ、７ｃに第４回転対偶部Ｒ４において回転可能に接続される。第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃは、さらに、先端部材８に第５回転対偶部Ｒ５において回転可能に接続されるように構成される。３つ以上のリンク機構１１において、第１回転対偶部Ｒ１の第１中心軸１５ａ、１５ｂ、１５ｃと、第２回転対偶部Ｒ２の第２中心軸１６ａ、１６ｂ、１６ｃとは球面リンク中心点３０で交わる。３つ以上のリンク機構１１のそれぞれにおける第５回転対偶部Ｒ５の第５中心軸１９は重なるとともに、球面リンク中心点３０と交わる。リンク作動装置１０Ａは、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃと、作業体取り付け部材１２１とをさらに備える。姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃは、３つ以上のリンク機構１１のうち少なくとも３つのリンク機構１１に設置され、基端部材１に対する先端部材８の姿勢を任意に変更する。作業体取り付け部材１２１は３つ以上の第４リンク部材８ａ，８ｂ，８ｃのいずれかに固定されている。 <Effect>
A link actuating device 10A according to the present disclosure comprises a proximal member 1 and three or more linkages 11 . Three or more linkages 11 are configured to connect the proximal member 1 and the distal member 8 . The three or more link mechanisms 11 can change the attitude of the distal end member 8 with respect to the proximal end member 1 . Each of the three or more link mechanisms 11 includes first to fourth link members. The first link members 4a, 4b, 4c are rotatably connected to the proximal end member 1 at the first rotational pair portion R1. The second link members 6a, 6b, 6c are rotatably connected to the first link members 4a, 4b, 4c at the second rotational pairs R2. The third link members 7a, 7b, 7c are rotatably connected to the second link members 6a, 6b, 6c at the third rotational pair R3. The fourth link members 8a, 8b, 8c are rotatably connected to the third link members 7a, 7b, 7c at a fourth rotational pair portion R4. The fourth link members 8a, 8b, 8c are further configured to be rotatably connected to the tip member 8 at a fifth rotational pair R5. In the three or more link mechanisms 11, the first central shafts 15a, 15b, 15c of the first rotational joint portion R1 and the second central shafts 16a, 16b, 16c of the second rotational joint portion R2 are connected to a spherical link center point 30. cross at The fifth central axis 19 of the fifth rotational pair R5 in each of the three or more link mechanisms 11 overlaps and intersects the spherical link center point 30 . The link actuating device 10A further includes attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c and a working body mounting member 121. As shown in FIG. The attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c are installed in at least three link mechanisms 11 among the three or more link mechanisms 11, and arbitrarily change the attitude of the distal member 8 with respect to the proximal member 1. FIG. The working body mounting member 121 is fixed to any one of the three or more fourth link members 8a, 8b, 8c.

このようにすれば、３つ以上のリンク機構１１のそれぞれが第１回転対偶部Ｒ１～第５回転対偶部Ｒ５を有する５節連鎖構造となっているので、基端部材１に対して先端部材８を、球面リンク中心点３０を中心とした回転２自由度と、第５中心軸１９に沿った方向の１自由度という合計３自由度で移動させることができる。このため、基端部材１に対して先端部材８を、上記球面リンク中心点３０を中心とした球面に沿って移動させることができるとともに、当該球面に沿った移動とは独立して第５中心軸１９に沿った方向にも移動させることができる。この結果、先端部材８を上記球面に沿って移動させるとともに、先端部材８が沿って移動する球面の半径を調整できるので、先端部材８が一定半径の球面に沿ってしか移動できない場合よりも先端部材８の可動範囲を大きくできる。なお、ここで第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃが、先端部材８に第５回転対偶部Ｒ５において回転可能に接続されるように構成される、とは、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃにおいて別部材としての先端部材を接続可能な部分が存在していることを意味し、第４リンク部材８ａ、８ｂ、８ｃの一部が先端部材として機能する場合も含む。第５中心軸１９に沿った方向の先端部材８の移動を利用して、図９のようにコネクタを所望の箇所に抜き差しするなどの動作が容易になされる。 With this configuration, each of the three or more link mechanisms 11 has a five-bar chain structure having the first to fifth rotational pair portions R1 to R5. 8 can be moved with a total of three degrees of freedom: two rotational degrees of freedom about the spherical link center point 30 and one degree of freedom in the direction along the fifth central axis 19 . Therefore, the distal end member 8 can be moved relative to the proximal end member 1 along the spherical surface centered on the spherical link center point 30, and the fifth center can be moved independently of the movement along the spherical surface. Movement along the axis 19 is also possible. As a result, the tip member 8 can be moved along the spherical surface, and the radius of the spherical surface along which the tip member 8 moves can be adjusted. The movable range of the member 8 can be increased. Here, the fourth link members 8a, 8b, 8c are configured to be rotatably connected to the distal end member 8 at the fifth rotational pair portion R5 means that the fourth link members 8a, 8b, 8c means that there is a portion to which the tip member as a separate member can be connected, and includes the case where part of the fourth link members 8a, 8b, 8c functions as the tip member. By using the movement of the tip member 8 in the direction along the fifth central axis 19, operations such as inserting/withdrawing the connector at a desired position as shown in FIG. 9 can be easily performed.

本開示に従ったリンク作動装置１０Ａは、少なくとも３つの姿勢制御用駆動源３５ａ、３５ｂ、３５ｃがリンク機構１１を個別に制御することで、先端部材８を広範囲かつ精密に動作させることができる。また、上記の構成を用いることで、軽量かつコンパクトなリンク作動装置を実現できる。 In the link actuating device 10A according to the present disclosure, at least three attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c individually control the link mechanism 11, so that the tip member 8 can be operated in a wide range and precisely. Moreover, by using the above configuration, a light and compact link actuating device can be realized.

リンク作動装置１０Ａには、作業体取り付け部材１２１が固定される。これによりリンク作動装置１０Ａは、作業体取り付け部材１２１に作業体１２７を取り付けて、当該作業体を安定に動作させることができる。したがってリンク作動装置１０Ａは、作業対象物となる被作業体１２８すなわちワークに対して作業を行なうことが可能な作業装置として機能できる。また作業体取り付け部材１２１を有すれば、これを有さない場合に比べて、重量の大きい作業体１２７であっても、作業体取り付け部材１２１の表面に固定することにより容易に取り付けできる。このため重量の大きい作業体１２７を取り付けてこれを高速および高精度に安定して動作させることができる。また被作業体に対し加工等を行なうための位置決めが精密に行なえる。 A working body mounting member 121 is fixed to the link actuating device 10A. Accordingly, the link actuating device 10A can attach the working body 127 to the working body mounting member 121 and operate the working body stably. Therefore, the link actuating device 10A can function as a work device capable of working on the work target 128, that is, the work. Further, if the working body mounting member 121 is provided, even the heavy working body 127 can be easily mounted by fixing it to the surface of the working body mounting member 121 compared to the case without the working body mounting member 121 . Therefore, it is possible to attach a heavy working body 127 and operate it stably at high speed and with high accuracy. In addition, it is possible to precisely position the workpiece for machining or the like.

（実施の形態２）
＜リンク作動装置の構成＞
図１０は、実施の形態２に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図１１は、図１０に示す実施の形態２のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。図１０および図１１に示すように、本実施の形態のリンク作動装置１０Ｂは、リンク作動装置１０Ａと比較して、作業体取り付け部材１２１および作業体１２７の配置される位置において異なっている。なお図１０および図１１におけるリンク作動装置１０Ｂは図１と同様に基端部材１が下側に、先端部材８が上側に配置されており、図９のように上下逆転されてはいない。 (Embodiment 2)
<Configuration of Link Actuator>
10 is a schematic perspective view of the link actuating device according to Embodiment 2, showing a state in which the working body mounting member is attached. FIG. 11 is a schematic front view showing a usage example of the link actuating device of the second embodiment shown in FIG. 10. FIG. As shown in FIGS. 10 and 11, the link actuating device 10B of this embodiment differs from the link actuating device 10A in the positions where the working body mounting member 121 and the working body 127 are arranged. 10 and 11, the base end member 1 is arranged on the lower side and the tip member 8 is arranged on the upper side as in FIG. 1, and is not turned upside down as shown in FIG.

図１１に示すように、作業体取り付け部材１２１は、先端部材８の基端部材１側に、すなわち図１１の先端部材８の下側に、固定されている。作業体１２７は、作業体取り付け部材１２１の図１１の下側の表面に取り付けられている。このため作業体１２７は、その重心が先端部材８よりも基端部材１側すなわち図の下側に配置されるように、作業体取り付け部材１２１に取り付けられている。作業体１２７は、その高さ方向の位置が第３リンク部材７ａ～７ｃとほぼ同じとなるように配置されている。 As shown in FIG. 11, the working body attachment member 121 is fixed to the proximal member 1 side of the tip member 8, that is, to the bottom side of the tip member 8 in FIG. A working body 127 is attached to the lower surface of FIG. 11 of the working body mounting member 121 . For this reason, the working body 127 is attached to the working body mounting member 121 so that the center of gravity of the working body 127 is located closer to the base end member 1 than the distal end member 8, that is, to the lower side in the figure. The working body 127 is arranged so that its position in the height direction is substantially the same as that of the third link members 7a to 7c.

作業体１２７により作業がなされる被作業体１２８は、先端部材８よりも基端部材１側に配置可能である。本実施の形態においては、被作業体１２８は、図１０および図１１の上下方向に関して、先端部材８よりも基端部材１側に配置可能である。つまり被作業体１２８は、作業体１２７の図１１の下側の領域にてたとえば把持され、先端部材８と基端部材１との間に配置されている。被作業体１２８は、その高さ方向の位置が第１リンク部材４ａ～４ｃとほぼ同じとなるように配置されている。また基端部材１上には作業台１２９が図示されている。 A work piece 128 to be worked by the work piece 127 can be arranged closer to the proximal member 1 than the tip member 8 . In this embodiment, the work piece 128 can be arranged closer to the proximal member 1 than the distal member 8 with respect to the vertical direction in FIGS. 10 and 11 . In other words, the work piece 128 is gripped, for example, in the lower region of FIG. The work piece 128 is arranged so that its position in the height direction is substantially the same as that of the first link members 4a to 4c. A workbench 129 is also shown on the proximal member 1 .

つまり図１０および図１１において、作業体取り付け部材１２１、作業体１２７、被作業体１２８および作業台１２９は、平面視において３つ以上のリンク機構１１に囲まれる位置に配置されている。言い換えれば作業体取り付け部材１２１、作業体１２７、被作業体１２８および作業台１２９は、先端部材８と平面視において重なる領域であり、基端部材１と平面視において重なる領域の中央部に配置される。 10 and 11, the working body mounting member 121, the working body 127, the working body 128, and the workbench 129 are arranged at positions surrounded by three or more link mechanisms 11 in plan view. In other words, the working body attachment member 121, the working body 127, the work piece 128, and the working table 129 are located in the central portion of the region overlapping the distal end member 8 in plan view and the region overlapping the base end member 1 in plan view. be.

なお図１１は動作の説明の便宜のため、図１０に示す本実施の形態の本来のリンク作動装置１０Ｂとは構成の異なるリンク作動装置を示している。具体的には、図１１に示すリンク作動装置には、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃが描かれていない。また図１１に示すリンク作動装置には、内部の作業を見やすくするために省略している部材がある。当該部材は、たとえば第１のリンク部材４ｃおよび第２のリンク部材６ｃなどである。また図１１に示すリンク作動装置においては、第１リンク部材４ａ，４ｂが基端部材１を先端部材８側から見たときの外側に配置されている。このため図１１の第１リンク部材４ａ～４ｃは、図１０の第１リンク部材４ａ～４ｃよりも基端部材１よりも下側すなわち先端部材８と反対側へ下げやすくなる。すなわち図１１では図１０よりも、作業体１２７を図１１の下側へ移動させやすくなる。 For convenience of explanation of the operation, FIG. 11 shows a link actuating device having a different structure from the original link actuating device 10B of the present embodiment shown in FIG. Specifically, the attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c are not depicted in the link actuating device shown in FIG. In addition, the link actuating device shown in FIG. 11 has some members omitted in order to make the internal work easier to see. The members are, for example, the first link member 4c and the second link member 6c. 11, the first link members 4a and 4b are arranged outside when the base end member 1 is viewed from the tip member 8 side. Therefore, the first link members 4a to 4c in FIG. 11 can be lowered more easily than the first link members 4a to 4c in FIG. That is, in FIG. 11, it is easier to move the working body 127 to the lower side in FIG. 11 than in FIG.

＜作業体の取り付け例＞
図１１において、作業体１２７は物体を把持するハンドであるがこれに限られない。作業体１２７である把持部としてのハンドは、その下側の先端部が２つの部分に分かれている。この２つの部分の間に被作業体１２８を挟み把持することが可能となっている。図１１においては作業体１２７であるハンドは、被作業体１２８であるピンを把持している。ただし被作業体１２８はピンに限られない。基端部材１の中央部の上には、作業台１２９が載置されている。作業体１２７が把持する被作業体１２８は、たとえば作業台１２９に形成されたピン挿入口に対向している。作業体１２７はリンク作動装置１０Ａにより第５中心軸１９に沿う上下方向に移動される。このため作業体１２７は、被作業体１２８を作業台１２９のピン挿入口に挿入したり、作業台１２９から被作業体１２８を抜き取ったりすることができる。図示されない荷重センサ等を適切に配置し、当該荷重センサの出力を参照しながら作業体１２７の位置決め制御がされることが好ましい。このようにすれば、図１１に示す状態で作業体１２７を微小に動作させ、作業台１２９のピン挿入口にピンを位置ずれせず抜き差しするなどの細かい動作ができる。なお図１０に示すように球面リンク中心点３０に重なる位置に作業体１２７の平面視での中心が配置されることがより好ましい。このようにすれば、作業がより容易に行なえる。 <Example of working body attachment>
In FIG. 11, the working body 127 is a hand that grips an object, but is not limited to this. A hand as a grasping part, which is the working body 127, is divided into two parts at its lower tip. It is possible to sandwich and grip the work piece 128 between these two parts. In FIG. 11, the hand, which is the working body 127, holds the pin, which is the working body 128. In FIG. However, the work piece 128 is not limited to a pin. A workbench 129 is placed on the central portion of the proximal member 1 . A work piece 128 gripped by the work piece 127 faces a pin insertion opening formed in a workbench 129, for example. The working body 127 is moved vertically along the fifth central axis 19 by the link actuating device 10A. Therefore, the work piece 127 can insert the work piece 128 into the pin insertion opening of the work table 129 or remove the work piece 128 from the work table 129 . It is preferable that a load sensor (not shown) or the like is appropriately arranged, and the positioning of the working body 127 is controlled while referring to the output of the load sensor. In this way, the working body 127 is slightly moved in the state shown in FIG. 11, and fine movements such as insertion and removal of the pin into/from the pin insertion opening of the workbench 129 can be performed without positional deviation. More preferably, the center of the working body 127 in a plan view is arranged at a position overlapping the spherical link center point 30 as shown in FIG. In this way, work can be done more easily.

＜作用効果＞
本実施の形態では、実施の形態１のリンク作動装置１０Ａの作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本開示に従ったリンク作動装置１０Ｂにおいて、作業体取り付け部材１２１には、作業を行なう作業体１２７が取り付け可能である。作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置されるように、作業体１２７が作業体取り付け部材１２１に取り付けられる。 <Effect>
In this embodiment, in addition to the effects of the link actuating device 10A of the first embodiment, the following effects are obtained. In the link actuating device 10B according to the present disclosure, the working body mounting member 121 is attachable to a working body 127 for performing work. The working body 127 is attached to the working body mounting member 121 so that the center of gravity of the working body 127 is arranged closer to the proximal member 1 than the distal end member 8 .

このようにすれば、たとえばベース部材８１ｃの上面上に固定された作業体取り付け部材１２１の上に作業体１２７が取り付けられた実施の形態１に比べ、作業体１２７の重心と球面リンク中心点３０との距離が小さくなる。このため、実施の形態１のリンク作動装置１０Ａに比べて、作業体１２７の球面リンク中心点３０まわりの慣性モーメントを小さくできる。そのため本実施の形態では、実施の形態１に比べて、位置決め動作中の作業体１２７の振動を低減できる。その結果、本実施の形態の作業体１２７は、高速で高精度な動作を実現できる。 In this way, compared to the first embodiment in which the working body 127 is mounted on the working body mounting member 121 fixed on the upper surface of the base member 81c, the center of gravity of the working body 127 and the spherical link center point 30 becomes smaller. Therefore, compared to the link actuating device 10A of the first embodiment, the moment of inertia of the working body 127 around the spherical link center point 30 can be reduced. Therefore, in the present embodiment, vibration of the working body 127 during the positioning operation can be reduced as compared with the first embodiment. As a result, the working body 127 of this embodiment can realize high-speed and high-precision motion.

仮に実施の形態１のように作業体１２７が３つ以上のリンク機構１１に囲まれた領域の外側である先端部材８の上側に配置されれば、作業体１２７の重心と球面リンク中心点３０との距離が図１０に示した構成における当該距離より大きくなる。このため実施の形態１では作業体１２７の位置決め動作時の慣性モーメントが大きくなる。本実施の形態によれば、このような不具合が解消できる。 If, as in Embodiment 1, the working body 127 is arranged above the tip member 8 outside the area surrounded by the three or more link mechanisms 11, the center of gravity of the working body 127 and the spherical link center point 30 is greater than the distance in the configuration shown in FIG. Therefore, in the first embodiment, the moment of inertia during the positioning operation of working body 127 increases. According to the present embodiment, such problems can be resolved.

本開示に従ったリンク作動装置１０Ｂは、姿勢制御用駆動源３５ａ～３５ｃを低出力化すなわち省エネルギ化できる。その結果、リンク作動装置１０Ｂをコンパクト化できる。このような効果は、特にたとえば第５中心軸１９の方向に長い作業体１２７、またはより先端部材８側に重心を有する作業体１２７を図１１にて用いる場合に有効となる。これらの作業体１２７を用いる場合に特に作業体１２７の慣性モーメントが大きくなるためである。 The link actuating device 10B according to the present disclosure can reduce the output of the attitude control drive sources 35a to 35c, that is, save energy. As a result, the link actuating device 10B can be made compact. Such an effect is particularly effective, for example, when using the working body 127 long in the direction of the fifth central axis 19 or the working body 127 having the center of gravity closer to the tip member 8 side as shown in FIG. This is because the moment of inertia of the working body 127 becomes particularly large when these working bodies 127 are used.

なお本実施の形態では作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置されるように作業体１２７が作業体取り付け部材１２１に取り付けられれば十分である。つまり図１０および図１１のように作業体１２７の基端部材１側に被作業体１２８および作業台１２９が配置されてもよい。しかし図示されないが、作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置される限り、被作業体１２８および作業台１２９の配置は任意に選択できる。 In the present embodiment, it is sufficient if the working body 127 is attached to the working body mounting member 121 so that the center of gravity of the working body 127 is arranged closer to the base end member 1 than the distal end member 8 . In other words, as shown in FIGS. 10 and 11, the work piece 128 and the workbench 129 may be arranged on the base end member 1 side of the work piece 127 . However, although not shown, as long as the center of gravity of the working body 127 is arranged closer to the base end member 1 than the distal end member 8, the arrangement of the work body 128 and the workbench 129 can be arbitrarily selected.

リンク作動装置１０Ｂにおいては、作業体取り付け部材１２１は先端部材８の基端部材１側に面するように固定される。作業体１２７により作業がなされる被作業体１２８は、先端部材８よりも基端部材１側に配置可能である。特に被作業体１２８は、先端部材８と基端部材１との間に配置可能であることが好ましい。 In the link actuating device 10B, the working body attachment member 121 is fixed so as to face the proximal end member 1 side of the distal end member 8 . A work piece 128 to be worked by the work piece 127 can be arranged closer to the proximal member 1 than the tip member 8 . In particular, it is preferable that the work piece 128 can be arranged between the distal end member 8 and the proximal end member 1 .

上記のように作業体１２７の重心が先端部材８よりも基端部材１側に配置される。このため被作業体１２８が先端部材８よりも基端部材１側に配置されても、作業体１２７は３つ以上のリンク機構１１に囲まれた領域内で、被作業体１２８との距離が近い態様とすることができる。被作業体１２８が先端部材８と基端部材１との間に配置可能であれば、特に作業体１２７と被作業体１２８との距離を近くし、たとえば被作業体１２８の受け渡しなどの動作をより確実に行なうことができる。 As described above, the center of gravity of the working body 127 is arranged closer to the proximal member 1 than the distal member 8 . Therefore, even if the work object 128 is arranged closer to the base end member 1 than the distal end member 8, the work object 127 is located within the area surrounded by the three or more link mechanisms 11, and the distance from the work object 128 is large. It can be a close aspect. If the work piece 128 can be arranged between the distal end member 8 and the base end member 1, the distance between the work piece 127 and the work piece 128 can be shortened, and an operation such as transferring the work piece 128 can be performed. can be done more reliably.

（実施の形態３）
＜リンク作動装置の構成＞
図１２は、実施の形態３に係るリンク作動装置の、作業体取り付け部材が装着された状態を示す斜視模式図である。図１３は、図１２に示す実施の形態３のリンク作動装置の使用例を示す正面模式図である。図１２および図１３に示すように、本実施の形態のリンク作動装置１０Ｃは、リンク作動装置１０Ｂと比較して、基端部材１の態様において異なっている。なお図１２および図１３のリンク作動装置１０Ｃは図１０および図１１のリンク作動装置１０Ｂと同様に、基端部材１が下側に、先端部材８が上側に配置されており、図９のように上下逆転されてはいない。 (Embodiment 3)
<Configuration of Link Actuator>
12 is a schematic perspective view of the link actuating device according to Embodiment 3, showing a state in which the working body mounting member is attached. FIG. 13 is a schematic front view showing an example of use of the link actuating device of Embodiment 3 shown in FIG. 12. FIG. As shown in FIGS. 12 and 13, the link actuating device 10C of the present embodiment differs from the link actuating device 10B in the aspect of the proximal end member 1. As shown in FIGS. 12 and 13, like the link actuating device 10B of FIGS. 10 and 11, the proximal end member 1 is arranged on the lower side and the distal end member 8 is arranged on the upper side, as shown in FIG. not upside down.

具体的には、図１２に示すように、基端部材１には基端部材貫通孔１３０が形成されている。基端部材貫通孔１３０はたとえば基端部材１の平面視における中央であり球面リンク中心点３０と重なる位置を中心とする円形状を有するよう、基端部材１の中央部に形成されている。ただしこれに限らず、基端部材貫通孔１３０は基端部材１の中央部に形成されている限り、たとえば矩形状など他の平面形状であってもよい。 Specifically, as shown in FIG. 12, the proximal member 1 is formed with a proximal member through-hole 130 . The proximal member through-hole 130 is formed in the central portion of the proximal member 1 so as to have a circular shape centered at a position overlapping the spherical link center point 30, which is the center of the proximal member 1 in a plan view, for example. However, the shape is not limited to this, and as long as the proximal member through-hole 130 is formed in the central portion of the proximal member 1, it may have another plane shape such as a rectangular shape, for example.

図１３に示すように、本実施の形態では、被作業体１２８は、基端部材１に対して先端部材８と反対側に配置可能である。すなわち被作業体１２８は、基端部材１よりも下側に配置されている。これにより図１３の上側から下側へ、作業体１２７、基端部材１（基端部材貫通孔１３０）、被作業体１２８の順に並んでいる。作業体１２７は、基端部材貫通孔１３０を挟んで先端部材８と反対側に配置される被作業体１２８に対して作業可能である。すなわち本実施の形態においては、被作業体１２８は第１リンク部材４ａ～４ｃよりも図１３の下側に配置されている。被作業体１２８は基端部材１と、第５中心軸１９に沿う方向について間隔をあけて配置されている。被作業体１２８は作業台１２９に搭載されていることが好ましい。 As shown in FIG. 13 , in this embodiment, the work piece 128 can be arranged on the side opposite to the tip member 8 with respect to the proximal member 1 . That is, the work piece 128 is arranged below the base end member 1 . As a result, the working body 127, the base end member 1 (the base end member through-hole 130), and the work body 128 are arranged in this order from the upper side to the lower side in FIG. The working body 127 can work with respect to the working body 128 arranged on the side opposite to the tip member 8 with the proximal member through-hole 130 interposed therebetween. That is, in this embodiment, the work piece 128 is arranged below the first link members 4a to 4c in FIG. The work piece 128 is spaced apart from the base end member 1 in the direction along the fifth central axis 19 . The work piece 128 is preferably mounted on a workbench 129 .

なお図１０および図１１と同様に、図１３は動作の説明の便宜のため、図１２に示す本実施の形態の本来のリンク作動装置１０Ｂとは構成の異なるリンク作動装置を示している。具体的には、図１３に示すリンク作動装置には、姿勢制御用駆動源３５ａ，３５ｂ，３５ｃが描かれていない。また図１３に示すリンク作動装置には、内部の作業を見やすくするために省略している部材がある。当該部材は、たとえば第１のリンク部材４ｃおよび第２のリンク部材６ｃなどである。また図１３に示すリンク作動装置においては、第１リンク部材４ａ，４ｂが基端部材１を先端部材８側から見たときの外側に配置されている。このため図１３の第１リンク部材４ａ～４ｃは、図１２の第１リンク部材４ａ～４ｃよりも基端部材１よりも下側すなわち先端部材８と反対側へ下げやすくなる。すなわち図１３では図１２よりも、作業体１２７を図１３の下側へ移動させやすくなる。 10 and 11, FIG. 13 shows a link actuating device having a different structure from the original link actuating device 10B of this embodiment shown in FIG. 12 for convenience of explanation of the operation. Specifically, the attitude control drive sources 35a, 35b, and 35c are not depicted in the link actuating device shown in FIG. In addition, the link actuating device shown in FIG. 13 has some members omitted in order to make the internal work easier to see. The members are, for example, the first link member 4c and the second link member 6c. 13, the first link members 4a and 4b are arranged outside when the base end member 1 is viewed from the tip member 8 side. Therefore, the first link members 4a to 4c in FIG. 13 are easier to lower than the base end member 1, that is, to the side opposite to the tip member 8, than the first link members 4a to 4c in FIG. That is, in FIG. 13, it is easier to move the working body 127 to the lower side in FIG. 13 than in FIG.

＜作業体の取り付け例＞
図１３において、作業体１２７は塗布用の液体を供給するディスペンサである。作業体１２７の最下部に設けられた軸状の突起は当該液体を放出するノズルである。ノズルは作業体１２７の最下面の平面視における中央部から、たとえば第５中心軸１９に沿う方向に延びており、その最下部から液体が放出可能な態様であることが好ましい。被作業体１２８は作業体１２７のディスペンサが放出する塗布用の液体を塗布される加工部材である。被作業体１２８はたとえば作業台１２９としてのベルトコンベア上に載置されている。つまり被作業体１２８はベルトコンベアで搬送されることにより、たとえば基端部材貫通孔１３０の真下に配置可能な構成となっている。 <Example of working body attachment>
In FIG. 13, the working body 127 is a dispenser that supplies liquid for application. A shaft-shaped projection provided at the bottom of the working body 127 is a nozzle for discharging the liquid. The nozzle preferably extends from the center of the lowermost surface of working body 127 in a plan view, for example, in a direction along fifth central axis 19, and can discharge liquid from the lowermost portion. Work piece 128 is a workpiece to be coated with the application liquid discharged by the dispenser of work piece 127 . A work piece 128 is placed on a belt conveyor as a workbench 129, for example. In other words, the work piece 128 is conveyed by a belt conveyor so that it can be arranged, for example, directly below the proximal end member through-hole 130 .

作業台１２９としてのベルトコンベアで基端部材貫通孔１３０の真下に被作業体１２８が搬送され、作業体１２７のノズルと、被作業体１２８の表面の液体を塗布したい領域とが、基端部材貫通孔１３０の内部の空間部分を挟んで一直線上に並ぶ。このときにたとえばリンク作動装置１０Ｃにより作業体１２７が第５中心軸１９に沿う上下方向に移動されてもよい。これにより作業体１２７のノズルはたとえば基端部材貫通孔１３０を通り抜けてその下側に移動することもできる。その状態で作業体１２７が液体を放出することにより、被作業体１２８の所望の箇所に当該液体が塗布される。なお球面リンク中心点３０に重なる位置に基端部材１の中心でありかつ基端部材貫通孔１３０の中心が配置されることがより好ましい。このようにすれば、作業がより容易に行なえる。 The work piece 128 is conveyed directly below the proximal member through-hole 130 by a belt conveyor as the workbench 129, and the nozzle of the work piece 127 and the area of the surface of the work piece 128 to be coated with the liquid are aligned with the base end member. They are arranged in a straight line across the space inside the through-hole 130 . At this time, the working body 127 may be moved vertically along the fifth central axis 19 by the link actuating device 10C, for example. As a result, the nozzle of the working body 127 can pass through, for example, the proximal member through-hole 130 and move downward therefrom. In this state, the working body 127 discharges the liquid, so that the liquid is applied to a desired portion of the working body 128 . More preferably, the center of the proximal member 1 and the center of the proximal member through-hole 130 are arranged at a position overlapping the spherical link center point 30 . In this way, work can be done more easily.

＜作用効果＞
本実施の形態では、実施の形態１のリンク作動装置１０Ａ、および実施の形態２のリンク作動装置１０Ｂの作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。本開示に従ったリンク作動装置１０Ｃは、基端部材１には基端部材貫通孔１３０が形成される。被作業体１２８は、基端部材１に対して先端部材８と反対側に配置可能である。作業体１２７は、基端部材貫通孔１３０を挟んで先端部材８と反対側に配置される被作業体１２８に対して作業可能である。 <Effect>
In addition to the effects of the link actuating device 10A of the first embodiment and the link actuating device 10B of the second embodiment, the present embodiment has the following effects. A link actuating device 10C according to the present disclosure has a proximal member through-hole 130 formed in the proximal member 1 . The work piece 128 can be arranged on the side opposite to the distal member 8 with respect to the proximal member 1 . The working body 127 can work with respect to the working body 128 arranged on the side opposite to the tip member 8 with the proximal member through-hole 130 interposed therebetween.

これにより、図１３のように基端部材１よりも下側にある被作業体１２８に対しても、基端部材貫通孔１３０を形成することにより、作業体１２７が被作業体１２８に対して作業を行なうことができる。たとえばリンク作動装置１０Ｃで作業体１２７を上下方向に移動させることで、作業体１２７を被作業体１２８と至近距離になるよう配置することができる。これにより作業体１２７は、被作業体１２８に対して所望の動作ができる。 As a result, as shown in FIG. 13, the base end member through-hole 130 is also formed for the work piece 128 located below the base end member 1, so that the work piece 127 can move with respect to the work piece 128. work can be done. For example, by vertically moving the working body 127 with the link actuating device 10C, the working body 127 can be placed at a close distance to the work subject 128. As shown in FIG. As a result, the working body 127 can move as desired with respect to the work body 128 .

上記の他、たとえば図示しないが、軸方向に長い作業体１２７を搭載した場合には、作業体１２７を基端部材貫通孔１３０に通し、作業体１２７の一部を基端部材１よりも下側に突出させて、被作業体１２８に対して作業を行なうこともできる。 In addition to the above, for example, although not shown, when an axially long working body 127 is mounted, the working body 127 is passed through the proximal member through-hole 130 and a part of the working body 127 is positioned below the proximal member 1. It is also possible to work on the work piece 128 by projecting it to the side.

また本実施の形態では、実施の形態２と同様に作業体１２７の慣性モーメントを小さくしながら、リンク作動装置１０Ｃの３つ以上のリンク機構１１に囲まれた領域の外側に配置される被作業体１２８に対して作業を行なうことができる。 Further, in the present embodiment, while reducing the moment of inertia of the working body 127 in the same manner as in the second embodiment, the work piece located outside the area surrounded by the three or more link mechanisms 11 of the link actuating device 10C Work can be performed on the body 128 .

なお、各実施の形態においてリンク機構１１の数が３の場合を示しているが、リンク機構１１の数は４以上の任意の数、たとえば５、６、８などであってもよい。 In each embodiment, the number of link mechanisms 11 is 3, but the number of link mechanisms 11 may be any number greater than or equal to 4, such as 5, 6, 8, and the like.

今回開示された各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と考えられるべきである。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を意図される。 Each embodiment disclosed this time should be considered as an illustration and not restrictive in all respects. The scope of the present invention is indicated by the scope of the claims rather than the above description, and is intended to include all modifications within the meaning and range of equivalents of the scope of the claims.

１ 基端部材、２ａ，２ｂ，２ｃ 基端接続部、３ａ，３ｂ，３ｃ，５ａ，５ｂ，５ｃ，９ ナット、４ａ，４ｂ，４ｃ 第１リンク部材、６ａ，６ｂ，６ｃ 第２リンク部材、７ａ，７ｂ，７ｃ 第３リンク部材、８ 先端部材、８ａ，８ｂ，８ｃ 第４リンク部材、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ リンク作動装置、１１ リンク機構、１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ 連結部材、１５ａ，１５ｂ，１５ｃ 第１中心軸、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 第２中心軸、１７ａ，１７ｂ，１７ｃ 第３中心軸、１８ａ，１８ｂ，１８ｃ 第４中心軸、１９ 第５中心軸、２２，４２ 軸部、２５，２６，２７，２８，２９ 軸受、３０ 球面リンク中心点、３１ 先端部材中心、３５ａ，３５ｂ，３５ｃ 姿勢制御用駆動源、３６ａ，３６ｂ，３６ｃ 固定部、３７ 回転軸、３８，３９ 歯車、４１ 他方端部、４３，６３，７３，７４ 貫通孔、４５ 開口部、８１ａ，８１ｂ，８１ｃ ベース部材、８２ 中心軸、８３ 壁部、１２１ 作業体取り付け部材、１２２ 貫通孔、１２３ ボルト収納用孔部、１２４ ボルト、１２５ 孔部、１２６ 取り付け部、１２７ 作業体、１２８ 被作業体、１２９ 作業台、１３０ 基端部材貫通孔。 1 base end member 2a, 2b, 2c base end connection portion 3a, 3b, 3c, 5a, 5b, 5c, 9 nut 4a, 4b, 4c first link member 6a, 6b, 6c second link member, 7a, 7b, 7c Third link member 8 Tip member 8a, 8b, 8c Fourth link member 10A, 10B, 10C Link actuation device 11 Link mechanism 13a, 13b, 13c, 14a, 14b, 14c Connecting member , 15a, 15b, 15c First central axis 16a, 16b, 16c Second central axis 17a, 17b, 17c Third central axis 18a, 18b, 18c Fourth central axis 19 Fifth central axis 22, 42 Axial portion 25, 26, 27, 28, 29 Bearing 30 Spherical link center point 31 Tip member center 35a, 35b, 35c Attitude control drive source 36a, 36b, 36c Fixed portion 37 Rotating shaft 38, 39 gear, 41 other end, 43, 63, 73, 74 through-hole, 45 opening, 81a, 81b, 81c base member, 82 center shaft, 83 wall, 121 working body mounting member, 122 through-hole, 123 bolt Housing hole 124 bolt 125 hole 126 mounting part 127 work piece 128 work piece 129 work table 130 base end member through hole.

Claims (5)

基端部材と、
３つ以上のリンク機構とを備え、
前記３つ以上のリンク機構は、前記基端部材と先端部材とを接続するように構成され、
前記３つ以上のリンク機構は、前記先端部材の前記基端部材に対する姿勢を変更可能であり、
前記３つ以上のリンク機構のそれぞれは、
前記基端部材に第１回転対偶部において回転可能に接続された第１リンク部材と、
前記第１リンク部材に第２回転対偶部において回転可能に接続された第２リンク部材と、
前記第２リンク部材に第３回転対偶部において回転可能に接続された第３リンク部材と、
前記第３リンク部材に第４回転対偶部において回転可能に接続された第４リンク部材とを含み、
前記第４リンク部材は、前記先端部材に第５回転対偶部において回転可能に接続されるように構成され、
前記３つ以上のリンク機構において、前記第１回転対偶部の第１中心軸と、前記第２回転対偶部の第２中心軸とは球面リンク中心点で交わり、
前記３つ以上のリンク機構のそれぞれにおける前記第５回転対偶部の第５中心軸は重なるとともに、前記球面リンク中心点と交わり、
前記３つ以上のリンク機構のうち少なくとも３つのリンク機構に設置され、前記基端部材に対する前記先端部材の姿勢を任意に変更する姿勢制御用駆動源と、
前記３つ以上の前記第４リンク部材のいずれかに固定された作業体取り付け部材とをさらに備える、リンク作動装置。 a proximal member;
and three or more link mechanisms,
the three or more link mechanisms are configured to connect the proximal member and the distal member;
The three or more link mechanisms are capable of changing the posture of the tip member with respect to the base end member,
each of the three or more link mechanisms,
a first link member rotatably connected to the base end member at a first rotational pair;
a second link member rotatably connected to the first link member at a second rotational pair;
a third link member rotatably connected to the second link member at a third rotational pair;
a fourth link member rotatably connected to the third link member at a fourth rotational pair;
The fourth link member is configured to be rotatably connected to the tip member at a fifth rotational pair,
In the three or more link mechanisms, the first central axis of the first rotational joint portion and the second central axis of the second rotational joint portion intersect at a spherical link center point,
the fifth central axes of the fifth rotational pairs in each of the three or more link mechanisms overlap and intersect with the spherical link center point;
an attitude control drive source installed in at least three link mechanisms out of the three or more link mechanisms to arbitrarily change the attitude of the distal end member with respect to the proximal end member;
a working body attachment member fixed to any of the three or more fourth link members. 前記作業体取り付け部材には、作業を行なう作業体が取り付け可能であり、
前記作業体の重心が前記先端部材よりも前記基端部材側に配置されるように、前記作業体が前記作業体取り付け部材に取り付けられる、請求項１に記載のリンク作動装置。 A working body for performing work can be attached to the working body mounting member,
2. The link actuating device according to claim 1, wherein the working body is attached to the working body mounting member so that the center of gravity of the working body is arranged closer to the base end member than the distal end member. 前記作業体取り付け部材は前記先端部材の前記基端部材側に面するように固定され、
前記作業体により作業がなされる被作業体を前記先端部材よりも前記基端部材側に配置可能な、請求項２に記載のリンク作動装置。 The working body attachment member is fixed so as to face the base end member side of the tip member,
3. The link actuating device according to claim 2, wherein an object to be operated by said working object can be arranged closer to said base end member than said tip end member. 前記被作業体は、前記先端部材と前記基端部材との間に配置可能である、請求項３に記載のリンク作動装置。 4. The link actuating device according to claim 3, wherein the work piece is positionable between the distal member and the proximal member. 前記基端部材には基端部材貫通孔が形成され、
前記被作業体は、前記基端部材に対して前記先端部材と反対側に配置可能であり、
前記作業体は、前記基端部材貫通孔を挟んで前記先端部材と反対側に配置される前記被作業体に対して作業可能である、請求項３に記載のリンク作動装置。 A proximal member through-hole is formed in the proximal member,
The work piece can be arranged on the side opposite to the tip member with respect to the base end member,
4. The link actuating device according to claim 3, wherein said working body can work on said work piece arranged on the opposite side of said tip member across said proximal member through-hole.
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