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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| US8191504B2 (en) | 2006-11-27 | 2012-06-05 | United Technologies Corporation | Coating apparatus and methods |
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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 |
| 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 |
| 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 |
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| US11302453B2 (en) | 2014-07-25 | 2022-04-12 | Radux Devices, LLC | Shielding device and method |
| US10517550B2 (en) | 2018-05-04 | 2019-12-31 | Radux Devices, LLC | Radiation shielding devices, systems, and methods |
| 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 |
| 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 |