JPH0538685A - ロボツトハンド用3軸マニプレータ - Google Patents
ロボツトハンド用3軸マニプレータInfo
- Publication number
- JPH0538685A JPH0538685A JP19388891A JP19388891A JPH0538685A JP H0538685 A JPH0538685 A JP H0538685A JP 19388891 A JP19388891 A JP 19388891A JP 19388891 A JP19388891 A JP 19388891A JP H0538685 A JPH0538685 A JP H0538685A
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- Japan
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- motor
- hand
- output shaft
- shaft
- guide rail
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハンドの姿勢の3要素を3軸で任意に制御可
能にする。 【構成】 x軸上の第1のモータの出力軸にユニバーサ
ルジョイントを介して連結されたハンド軸、x軸上の第
1のモータに固設されハンド軸をガイドする第1のスリ
ットが形成された上方に突状の第1のガイドレール及び
y軸上の第2のモータに固設されハンド軸をガイドする
第2のスリットが形成された上方に突状の第2のガイド
レールを設ける。
能にする。 【構成】 x軸上の第1のモータの出力軸にユニバーサ
ルジョイントを介して連結されたハンド軸、x軸上の第
1のモータに固設されハンド軸をガイドする第1のスリ
ットが形成された上方に突状の第1のガイドレール及び
y軸上の第2のモータに固設されハンド軸をガイドする
第2のスリットが形成された上方に突状の第2のガイド
レールを設ける。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ロボットハンド用3軸
マニプレータに関する。
マニプレータに関する。
【0002】
【従来の技術】かかるマニプレータの操作により対称物
の位置と姿勢とを制御する場合は、マニプレータのハン
ドが設定された位置及び姿勢になるように各関節の回転
角を制御する必要がある。しかし、ハンドの位置と姿勢
とを任意に設定するためには、冗長を含まない6自由度
の関節が必要となる。従来の6自由度すなわち6軸マニ
プレータは図7に示すアームAの回転すなわちアームA
に平行な軸(図示の例ではアームAの軸線L)回りの矢
印方向の回転要素R(図示する記号)と、図8に示すア
ームA、A1に垂直な軸線L1回りの矢印方向の回転す
なわちピボットP(図示する記号)との組合せの間に、
アームA又はA1が介在する姿をとっている。
の位置と姿勢とを制御する場合は、マニプレータのハン
ドが設定された位置及び姿勢になるように各関節の回転
角を制御する必要がある。しかし、ハンドの位置と姿勢
とを任意に設定するためには、冗長を含まない6自由度
の関節が必要となる。従来の6自由度すなわち6軸マニ
プレータは図7に示すアームAの回転すなわちアームA
に平行な軸(図示の例ではアームAの軸線L)回りの矢
印方向の回転要素R(図示する記号)と、図8に示すア
ームA、A1に垂直な軸線L1回りの矢印方向の回転す
なわちピボットP(図示する記号)との組合せの間に、
アームA又はA1が介在する姿をとっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来の
6軸マニプレータは、基点に近い(すなわちハンドから
遠い)モータ等の駆動源が、駆動源より先の駆動源とア
ームを駆動しなければならない。そのため、ハンドから
遠い駆動源ほど大きい出力が必要となる。また、一般に
従来のマニプレータは、垂直多関節型ないしは水平多関
節型ものがほとんどで、エンドエフェクタ(末端効果
器)の形で提供している例はない。
6軸マニプレータは、基点に近い(すなわちハンドから
遠い)モータ等の駆動源が、駆動源より先の駆動源とア
ームを駆動しなければならない。そのため、ハンドから
遠い駆動源ほど大きい出力が必要となる。また、一般に
従来のマニプレータは、垂直多関節型ないしは水平多関
節型ものがほとんどで、エンドエフェクタ(末端効果
器)の形で提供している例はない。
【0004】本発明は、ハンドの姿勢の3要素を任意に
3軸で制御できるロボットハンド用3軸マニプレータを
提供することを目的とする。
3軸で制御できるロボットハンド用3軸マニプレータを
提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明によるロボットハ
ンド用3軸マニプレータは、基台に出力軸が垂直に設け
られた第3のモータと、前記出力軸にユニバーサルジョ
イントを介して連結された先端にハンドを設けたハンド
軸と、該出力軸の軸線に直交する軸線上にそれぞれ設け
られた第1のモータ及び第2のモータと、該第1のモー
タの出力軸に一端が固設され他端が基台の前記第1のモ
ータ軸線上に枢着された上方に突状の第1のガイドレー
ルであって前記ハンド軸がスライドできる第1のスリッ
トが形成されたものと、前記第2のモータの出力軸に一
端が固設され他端が基台の前記第2のモータ軸線上に枢
着された上方に突状の第2のガイドレールであって前記
ハンド軸がスライドできる第2のスリットが形成された
ものからなっている。
ンド用3軸マニプレータは、基台に出力軸が垂直に設け
られた第3のモータと、前記出力軸にユニバーサルジョ
イントを介して連結された先端にハンドを設けたハンド
軸と、該出力軸の軸線に直交する軸線上にそれぞれ設け
られた第1のモータ及び第2のモータと、該第1のモー
タの出力軸に一端が固設され他端が基台の前記第1のモ
ータ軸線上に枢着された上方に突状の第1のガイドレー
ルであって前記ハンド軸がスライドできる第1のスリッ
トが形成されたものと、前記第2のモータの出力軸に一
端が固設され他端が基台の前記第2のモータ軸線上に枢
着された上方に突状の第2のガイドレールであって前記
ハンド軸がスライドできる第2のスリットが形成された
ものからなっている。
【0006】上記第1及び第2のガイドレールは半円弧
状、楕円状又は矩形状に形成し、例えば第1のガイドレ
ールの内側に近接して第2のガイドレールを設けるのが
好ましい。
状、楕円状又は矩形状に形成し、例えば第1のガイドレ
ールの内側に近接して第2のガイドレールを設けるのが
好ましい。
【0007】
【作用】上記のように構成されたロボットハンド用3軸
マニプレータにおいて、ハンド軸は第1のモータの回転
により回動する第1のスリットにガイドされ、第1のモ
ータの軸線を含む回転する平面内に拘束され、同様に、
第2のモータの軸線を含む回転する平面内に拘束され
る。したがって、ハンド軸は、前記両平面の交差線に位
置し、かつ、第3のモータにより回転される。したがっ
て、ハンド軸は、第1、第2及び第3のモータの軸線回
りの運動を独立、かつ、任意に生成することができる。
マニプレータにおいて、ハンド軸は第1のモータの回転
により回動する第1のスリットにガイドされ、第1のモ
ータの軸線を含む回転する平面内に拘束され、同様に、
第2のモータの軸線を含む回転する平面内に拘束され
る。したがって、ハンド軸は、前記両平面の交差線に位
置し、かつ、第3のモータにより回転される。したがっ
て、ハンド軸は、第1、第2及び第3のモータの軸線回
りの運動を独立、かつ、任意に生成することができる。
【0008】
【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
る。
【0009】図1には、本発明の概念図が、図7及び図
8に示す回転要素及びピボット要素の符号と記号とによ
り示されている。そして、運動学的には、図2に示すオ
イラー角(α、β、γ)すなわちヨー、ロール、ピッチ
を生成することと等価であり、以下の手段により実現す
る。なお、図中の符号fはハンドである。図3ないし図
5において、基台1の中央部には、出力軸2が垂直に配
置された第3のモータMγが設けられ、そのモータ1の
出力軸2には図6にも示すように、ユニバーサルジョイ
ント3を介してハンド軸4の一端が連結されている。そ
のハンド軸4の他端には、ヨーク状のハンド5が取付け
られている。
8に示す回転要素及びピボット要素の符号と記号とによ
り示されている。そして、運動学的には、図2に示すオ
イラー角(α、β、γ)すなわちヨー、ロール、ピッチ
を生成することと等価であり、以下の手段により実現す
る。なお、図中の符号fはハンドである。図3ないし図
5において、基台1の中央部には、出力軸2が垂直に配
置された第3のモータMγが設けられ、そのモータ1の
出力軸2には図6にも示すように、ユニバーサルジョイ
ント3を介してハンド軸4の一端が連結されている。そ
のハンド軸4の他端には、ヨーク状のハンド5が取付け
られている。
【0010】他方、基台1には、出力軸2に直交する軸
線x、y上に、それぞれ第1のモータMαと第2のモー
タMβとが設けられている。その第1のモータMαの出
力軸には、半円弧状の第1のガイドレール6の一端が固
設され、そのガイドレール6の他端は、基台1の軸線x
上に図示しない手段で枢着されている。そして、このガ
イドレール6には、ハンド軸4がスライドできる第1の
スリット7が形成されている。なお、ガイドレール6の
形状は半円弧状に限られるものではなく、楕円状又は矩
形状でもよい。また、第2のモータMβの出力軸には、
第1のガイドレール6の内側に近接して半円弧状の第2
のガイドレール8の一端が固設され、そのガイドレール
8の他端は、基台1の軸線y上に枢着されている。そし
て、このガイドレール8にも、ハンド軸4がスライドで
きる第2のスリット9が形成され、ハンド軸4は、両ス
リット7、9の交差した部分に収められている。
線x、y上に、それぞれ第1のモータMαと第2のモー
タMβとが設けられている。その第1のモータMαの出
力軸には、半円弧状の第1のガイドレール6の一端が固
設され、そのガイドレール6の他端は、基台1の軸線x
上に図示しない手段で枢着されている。そして、このガ
イドレール6には、ハンド軸4がスライドできる第1の
スリット7が形成されている。なお、ガイドレール6の
形状は半円弧状に限られるものではなく、楕円状又は矩
形状でもよい。また、第2のモータMβの出力軸には、
第1のガイドレール6の内側に近接して半円弧状の第2
のガイドレール8の一端が固設され、そのガイドレール
8の他端は、基台1の軸線y上に枢着されている。そし
て、このガイドレール8にも、ハンド軸4がスライドで
きる第2のスリット9が形成され、ハンド軸4は、両ス
リット7、9の交差した部分に収められている。
【0011】したがって、ハンド軸4は、モータMαの
回転により回動する第1のスリット7にガイドされ、軸
線xを含む回転する平面内に拘束される。また、モータ
Mβの回転により回動する第2のスリット9にガイドさ
れ、軸線yを含む回転する平面内に拘束される。したが
って、ハンド軸4は、軸線x、yを含む回転する平面の
交差線に位置し、ユニバーサルジョイント3の中心点す
なわち基点Aの回りに180度任意の方向へ回動するこ
とができ、かつ、ハンド軸4は、第3のモータMγで回
転される。このようにしてハンド5は球面座標上の任意
の位置において任意の姿勢をとることができる。
回転により回動する第1のスリット7にガイドされ、軸
線xを含む回転する平面内に拘束される。また、モータ
Mβの回転により回動する第2のスリット9にガイドさ
れ、軸線yを含む回転する平面内に拘束される。したが
って、ハンド軸4は、軸線x、yを含む回転する平面の
交差線に位置し、ユニバーサルジョイント3の中心点す
なわち基点Aの回りに180度任意の方向へ回動するこ
とができ、かつ、ハンド軸4は、第3のモータMγで回
転される。このようにしてハンド5は球面座標上の任意
の位置において任意の姿勢をとることができる。
【0012】
【発明の効果】本発明は、以上説明したように構成され
ているので、ハンド軸は、軸線x、y及びzの3軸回り
の運動をそれぞれ独立、かつ任意に生成することがで
き、ヨー、ロール、ピッチの合成された姿勢を同時、か
つ、動的に制御することができ、エンドエフェクタを実
現することができる。
ているので、ハンド軸は、軸線x、y及びzの3軸回り
の運動をそれぞれ独立、かつ任意に生成することがで
き、ヨー、ロール、ピッチの合成された姿勢を同時、か
つ、動的に制御することができ、エンドエフェクタを実
現することができる。
【0013】また、ハンドの姿勢制御のために基点Aに
近い駆動源すなわちモータMα、Mβ及びMγが、基点
Aより遠いハンド及びハンド軸を駆動する必要がなくな
る上、公知の垂直多関節型3軸マニプレータの先端に取
付けることにより、ハンドの先端の姿勢を任意に制御す
ることが可能となり、6軸マニプレータと同様なマニプ
レータが実現できる。
近い駆動源すなわちモータMα、Mβ及びMγが、基点
Aより遠いハンド及びハンド軸を駆動する必要がなくな
る上、公知の垂直多関節型3軸マニプレータの先端に取
付けることにより、ハンドの先端の姿勢を任意に制御す
ることが可能となり、6軸マニプレータと同様なマニプ
レータが実現できる。
【図1】本発明の概念図。
【図2】本発明の運動学的なオイラー角を説明する図
面。
面。
【図3】本発明の一実施例を示す斜視図。
【図4】図3の側面図。
【図5】図3の上面図。
【図6】ユニバーサルジョイント回りを示す斜視図。
【図7】回転の概念を説明する斜視図。
【図8】ピボットの概念を説明する図面。
A・・・基点 Mα・・・第1のモータ Mβ・・・第2のモータ Mγ・・・第3のモータ P・・・ピボット R・・・回転要素 1・・・基台要素 2・・・出力軸 3・・・ユニバーサルジョイント 4・・・ハンド軸 5・・・ハンド 6・・・第1のガイドレール 7・・・第1のスリット 8・・・第2のガイドレール 9・・・第2のスリット
Claims (1)
- 【請求項1】 基台に出力軸が垂直に設けられた第3の
モータと、前記出力軸にユニバーサルジョイントを介し
て連結された先端にハンドを設けたハンド軸と、該出力
軸の軸線に直交する軸線上にそれぞれ設けられた第1の
モータ及び第2のモータと、該第1のモータの出力軸に
一端が固設され他端が基台の前記第1のモータ軸線上に
枢着された上方に突状の第1のガイドレールであって前
記ハンド軸がスライドできる第1のスリットが形成され
たものと、前記第2のモータの出力軸に一端が固設され
他端が基台の前記第2のモータ軸線上に枢着された上方
に突状の第2のガイドレールであって前記ハンド軸がス
ライドできる第2のスリットが形成されたものとからな
ることを特徴とするロボットハンド用3軸マニプレー
タ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03193888A JP3082325B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | ロボットハンド用3軸マニプレータ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03193888A JP3082325B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | ロボットハンド用3軸マニプレータ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0538685A true JPH0538685A (ja) | 1993-02-19 |
JP3082325B2 JP3082325B2 (ja) | 2000-08-28 |
Family
ID=16315409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03193888A Expired - Fee Related JP3082325B2 (ja) | 1991-08-02 | 1991-08-02 | ロボットハンド用3軸マニプレータ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3082325B2 (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008044089A (ja) * | 2006-08-21 | 2008-02-28 | Kagoshima Univ | 3自由度能動回転関節 |
JP2008132486A (ja) * | 2006-11-27 | 2008-06-12 | United Technol Corp <Utc> | コーティング装置およびコーティング方法 |
JP2011000643A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Seiwa Kogyo:Kk | 真空吸着パッドセッティング装置における定置板の傾斜角度設定装置 |
CN103203758A (zh) * | 2013-04-07 | 2013-07-17 | 东华大学 | 一种适用于关节驱动的弧形导轨机构 |
JP2017524938A (ja) * | 2014-07-25 | 2017-08-31 | ラドゥックス・ディヴァイシーズ・エルエルシー | 遮蔽装置及び方法 |
US10517550B2 (en) | 2018-05-04 | 2019-12-31 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
US10856819B2 (en) | 2013-09-20 | 2020-12-08 | Radux Devices, LLC | Lock-block shield device |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56102493A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-15 | Ii Rosuheimu Maaku | Fluid servoomechanism |
JPH03502182A (ja) * | 1987-11-30 | 1991-05-23 | ロスヘイム,マーク・イー | ロボット手首関節継手 |
-
1991
- 1991-08-02 JP JP03193888A patent/JP3082325B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS56102493A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-15 | Ii Rosuheimu Maaku | Fluid servoomechanism |
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JP2011000643A (ja) * | 2009-06-16 | 2011-01-06 | Seiwa Kogyo:Kk | 真空吸着パッドセッティング装置における定置板の傾斜角度設定装置 |
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US10856819B2 (en) | 2013-09-20 | 2020-12-08 | Radux Devices, LLC | Lock-block shield device |
US11331058B2 (en) | 2013-09-20 | 2022-05-17 | Radux Devices, LLC | Lock-block shield device |
US11302453B2 (en) | 2014-07-25 | 2022-04-12 | Radux Devices, LLC | Shielding device and method |
JP2020034580A (ja) * | 2014-07-25 | 2020-03-05 | ラドゥックス・ディヴァイシーズ・エルエルシー | 遮蔽装置及び方法 |
JP2022028835A (ja) * | 2014-07-25 | 2022-02-16 | ラドゥックス・ディヴァイシーズ・エルエルシー | 遮蔽装置及び方法 |
JP2017524938A (ja) * | 2014-07-25 | 2017-08-31 | ラドゥックス・ディヴァイシーズ・エルエルシー | 遮蔽装置及び方法 |
US10861611B2 (en) | 2018-05-04 | 2020-12-08 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
US11222732B2 (en) | 2018-05-04 | 2022-01-11 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
US10517550B2 (en) | 2018-05-04 | 2019-12-31 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
US11587692B2 (en) | 2018-05-04 | 2023-02-21 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
US11948701B2 (en) | 2018-05-04 | 2024-04-02 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3082325B2 (ja) | 2000-08-28 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |