JPH0611474B2 - マニプレ−タ用の伝動ヘッド - Google Patents
マニプレ−タ用の伝動ヘッドInfo
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- JPH0611474B2 JPH0611474B2 JP61168209A JP16820986A JPH0611474B2 JP H0611474 B2 JPH0611474 B2 JP H0611474B2 JP 61168209 A JP61168209 A JP 61168209A JP 16820986 A JP16820986 A JP 16820986A JP H0611474 B2 JPH0611474 B2 JP H0611474B2
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- Japan
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- head
- transmission
- axis
- driven
- central
- Prior art date
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/02—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
- F16H1/20—Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0283—Three-dimensional joints
- B25J17/0291—Three-dimensional joints having axes crossing at an oblique angle, i.e. other than 90 degrees
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/19—Gearing
- Y10T74/19642—Directly cooperating gears
- Y10T74/1966—Intersecting axes
- Y10T74/19665—Bevel gear type
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Robotics (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Gear Transmission (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
- Adjustment Of The Magnetic Head Position Track Following On Tapes (AREA)
- Accommodation For Nursing Or Treatment Tables (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、マニプレータ用の伝動ヘツドであつて、前後
に配置されかつ斜めの軸線を中心として互いに支承され
た３つの伝動ヘッド分から成り、互いに同心的に配置さ
れた３つの駆動軸を備えており、ヘツド部分の伝動系が
斜めの軸線に沿つてそのつど駆動しようとするヘツド部
分まで導かれていてかつ減速比の高い減速伝動装置を有
しており、斜めの軸線が伝動へツドの伸長位置で伝動ヘ
ツドの縦軸線に対して互いに逆向きに開く鋭角な角度を
成している形式のものに関する。
に配置されかつ斜めの軸線を中心として互いに支承され
た３つの伝動ヘッド分から成り、互いに同心的に配置さ
れた３つの駆動軸を備えており、ヘツド部分の伝動系が
斜めの軸線に沿つてそのつど駆動しようとするヘツド部
分まで導かれていてかつ減速比の高い減速伝動装置を有
しており、斜めの軸線が伝動へツドの伸長位置で伝動ヘ
ツドの縦軸線に対して互いに逆向きに開く鋭角な角度を
成している形式のものに関する。
従来、西独国特許出願公告第２７４５９３２号明細書に
より、マニプレータ用の伝動ヘツドを前後に配置された
２つの構成部分で設計することは公知であり、この場合
両方のヘツド部分は傾斜した１つの面に沿つて回動可能
に互いに支承されている。工具保持体は後方のヘツド部
分に駆動軸線と同軸的な軸線に沿つて駆動可能に配置さ
れている。
より、マニプレータ用の伝動ヘツドを前後に配置された
２つの構成部分で設計することは公知であり、この場合
両方のヘツド部分は傾斜した１つの面に沿つて回動可能
に互いに支承されている。工具保持体は後方のヘツド部
分に駆動軸線と同軸的な軸線に沿つて駆動可能に配置さ
れている。
伝動ヘツドの伸長された状態の基準位置では、マニプレ
ータの運動の数値制御に困難が生じる。すなわち、工具
のプログラムによつて与えられ固有の回転軸線（第６の
軸線）を中心とした回動にとつて数値制御の実行に際
し、同心的な駆動軸の軸線（第４の軸線）を中心として
伝動ヘツドを回転させるか若しくは後方の伝動ヘツド部
分だけを回動させるかという問題が残されている。この
ような二義性（曖昧さ）は特に経路制御（CP=continous
path）に際してネガチブに作用しかつこれまでもつぱ
らプログラム技術的若しくは制御技術的なマニプレータ
によつて、それも不十分にしか克服されない。PTP制御
（Point to Point Control）においては、同軸的な駆動
軸に対する工具保持体の回転軸線（第６の軸線）の同軸
的な配置は問題にならない。
ータの運動の数値制御に困難が生じる。すなわち、工具
のプログラムによつて与えられ固有の回転軸線（第６の
軸線）を中心とした回動にとつて数値制御の実行に際
し、同心的な駆動軸の軸線（第４の軸線）を中心として
伝動ヘツドを回転させるか若しくは後方の伝動ヘツド部
分だけを回動させるかという問題が残されている。この
ような二義性（曖昧さ）は特に経路制御（CP=continous
path）に際してネガチブに作用しかつこれまでもつぱ
らプログラム技術的若しくは制御技術的なマニプレータ
によつて、それも不十分にしか克服されない。PTP制御
（Point to Point Control）においては、同軸的な駆動
軸に対する工具保持体の回転軸線（第６の軸線）の同軸
的な配置は問題にならない。
西独国特許出願公開第３４２８７４８号明細書にはマニ
プレータのための前後に配置された３つの部分から成る
伝動ヘツドが記載してあり、伝動ヘツドの中央のヘツド
部分が傾斜した２つの回転軸線を有しており、回転軸線
は伝動ヘツドの伸長位置で伝動ヘツドの縦軸線に対して
それぞれ互いに逆方向に開く鋭角な角度を成している。
ヘツド部分に通じる個々の伝動系の端部には減速比の高
い減速伝動装置が配置されている。
プレータのための前後に配置された３つの部分から成る
伝動ヘツドが記載してあり、伝動ヘツドの中央のヘツド
部分が傾斜した２つの回転軸線を有しており、回転軸線
は伝動ヘツドの伸長位置で伝動ヘツドの縦軸線に対して
それぞれ互いに逆方向に開く鋭角な角度を成している。
ヘツド部分に通じる個々の伝動系の端部には減速比の高
い減速伝動装置が配置されている。
このような構成では、伝動ヘツドはコンパクトな構造で
作動空間を著しく拡大し、従つて中央のヘツド部分に対
して後方のヘツド部分を傾斜させた状態で回動できるこ
とに基づき工具の作用範囲が著しく拡大される。しかし
ながら、公知の場合には被駆動軸が駆動軸に対して同軸
的に位置していないので、数値制御の二義性は避けられ
ない。
作動空間を著しく拡大し、従つて中央のヘツド部分に対
して後方のヘツド部分を傾斜させた状態で回動できるこ
とに基づき工具の作用範囲が著しく拡大される。しかし
ながら、公知の場合には被駆動軸が駆動軸に対して同軸
的に位置していないので、数値制御の二義性は避けられ
ない。
本発明の課題は、伝動ヘツドの作動範囲及び使用範囲を
拡大し、かつ特に前方のヘツド部分をその軸線を中心と
して回動させることなしに後方のヘツド部分内の工具保
持体の回転を可能にすることである。
拡大し、かつ特に前方のヘツド部分をその軸線を中心と
して回動させることなしに後方のヘツド部分内の工具保
持体の回転を可能にすることである。
前記課題を解決するために本発明の手段では、冒頭に述
べた形式の伝動ヘツドから出発して、後方のヘツド部分
内に被駆動軸、後方のヘツド部分にささえられた減速伝
動装置及び回転可能に支承され減速伝動装置によつて駆
動されるフランジプレートから成る駆動ユニツトが配置
されており、中央のヘツド部分及び後方のヘツド部分に
通じる伝動系がかさ歯車組を介して直結結合された中空
軸から成つており、この中空軸をフランジプレートの駆
動のために設けられた伝動系が貫通しており、中央のヘ
ッド部分及び後方のヘッド部分に通じる伝動系が１つの
駆動軸に連結されており、各ヘッド部分間の結合がヘッ
ド部分内に支えられた減速伝動装置を介して行われてお
り、該減速伝動装置が中央のヘッド部分及び後方のヘッ
ド部分の伝動系としての中空軸に取り付けられている。
べた形式の伝動ヘツドから出発して、後方のヘツド部分
内に被駆動軸、後方のヘツド部分にささえられた減速伝
動装置及び回転可能に支承され減速伝動装置によつて駆
動されるフランジプレートから成る駆動ユニツトが配置
されており、中央のヘツド部分及び後方のヘツド部分に
通じる伝動系がかさ歯車組を介して直結結合された中空
軸から成つており、この中空軸をフランジプレートの駆
動のために設けられた伝動系が貫通しており、中央のヘ
ッド部分及び後方のヘッド部分に通じる伝動系が１つの
駆動軸に連結されており、各ヘッド部分間の結合がヘッ
ド部分内に支えられた減速伝動装置を介して行われてお
り、該減速伝動装置が中央のヘッド部分及び後方のヘッ
ド部分の伝動系としての中空軸に取り付けられている。
本発明は、互いに同心的に配置された３つの駆動軸で伝
動ヘツドの異なる４つの回動運動を、すなわち駆動軸の
軸線を中心とした前方のヘツド部分の回動、前方のヘツ
ド部分に対して傾斜した第１の軸線を中心とした中央の
ヘツド部分の回動、中央のヘツド部分に対して傾斜した
第２の軸線を中心とした後方のヘツド部分の回動及び後
方のヘツド部分内の工具保持体の回動を行うという根本
思想を有している。このために本発明は、傾斜した両方
の軸線に沿つて延びる中空軸をかさ歯車組によつて互い
に結合しかつ唯一の駆動モータによつて駆動することを
示している。中空軸が減速伝動装置を介して前方のヘツ
ド部分若しくは後方のヘツド部分にささえられており、
減速伝動装置が同じ大きさの減速比を有し、かつヘツド
部分が互いに支承し合つているので、中空軸の回転は傾
斜軸を中心とした後方のヘツド部分及び中央のヘツド部
分の同時であるが逆向きの回動運動を生ぜしめる。この
ような中空軸・構造に基づき伝動系が内側に位置する駆
動軸から中空軸を通つて、後方のヘツド部分内に支承さ
れかつ工具保持体と結合された被駆動軸まで導かれる。
動ヘツドの異なる４つの回動運動を、すなわち駆動軸の
軸線を中心とした前方のヘツド部分の回動、前方のヘツ
ド部分に対して傾斜した第１の軸線を中心とした中央の
ヘツド部分の回動、中央のヘツド部分に対して傾斜した
第２の軸線を中心とした後方のヘツド部分の回動及び後
方のヘツド部分内の工具保持体の回動を行うという根本
思想を有している。このために本発明は、傾斜した両方
の軸線に沿つて延びる中空軸をかさ歯車組によつて互い
に結合しかつ唯一の駆動モータによつて駆動することを
示している。中空軸が減速伝動装置を介して前方のヘツ
ド部分若しくは後方のヘツド部分にささえられており、
減速伝動装置が同じ大きさの減速比を有し、かつヘツド
部分が互いに支承し合つているので、中空軸の回転は傾
斜軸を中心とした後方のヘツド部分及び中央のヘツド部
分の同時であるが逆向きの回動運動を生ぜしめる。この
ような中空軸・構造に基づき伝動系が内側に位置する駆
動軸から中空軸を通つて、後方のヘツド部分内に支承さ
れかつ工具保持体と結合された被駆動軸まで導かれる。
西独国特許出願公開第３４３１０３３号明細書により、
伝動ヘツドを３つのヘツド部分から構成しかつ工具保持
体に結合された軸を（伝動ヘツドの伸長位置で）駆動軸
に対して同軸的に支承して駆動することは公知であり、
この場合には中空の軸及びかさ歯車が内室を通してケー
ブル、ホース、導管若しくは類似のものを導くために用
いられる。このような配置では、後方の伝動ヘツドは直
接に駆動されるものではなく、傾斜したかさ歯車歯冠を
介して、前方のヘツド部分に存在する歯冠に連係されて
おり、点状の歯かみ合は中央のヘツド部分の外側に位置
している。従つて、中央のヘツド部分を回動させると、
後方のヘツド部分が中央のヘツド部分への支承に基づき
中央のヘツド部分の回動に追従しようとする。しかしな
がら、前方のヘツド部分との点状の歯かみ合があるの
で、不動に保持された前方のヘツド部分の歯冠に沿つて
後方のヘツド部分が転動し、これによつて後方のヘツド
部分の揺動運動が生じる。これに対して、前方のヘツド
部分を回動させると、後方のヘツド部分が同時にほぼ同
じ回動角度の不都合な固有の回動運動を生ぜしめる。固
有の回動運動は、互いに支承し合つて互いに影響し合う
伝動部分の相対運動を生ぜしめる結果になる。さらに、
歯のかみ合部の誤差及び歯かみ合部の遊びは、誤差及び
相対運動の作用を減少させる減速比の高い減速伝動装置
が公知の伝動ヘツドでは被駆動側に設けられていないこ
とによつてヘツド部分の空間的な配属関係にネガチブな
著しい影響を及ぼす。
伝動ヘツドを３つのヘツド部分から構成しかつ工具保持
体に結合された軸を（伝動ヘツドの伸長位置で）駆動軸
に対して同軸的に支承して駆動することは公知であり、
この場合には中空の軸及びかさ歯車が内室を通してケー
ブル、ホース、導管若しくは類似のものを導くために用
いられる。このような配置では、後方の伝動ヘツドは直
接に駆動されるものではなく、傾斜したかさ歯車歯冠を
介して、前方のヘツド部分に存在する歯冠に連係されて
おり、点状の歯かみ合は中央のヘツド部分の外側に位置
している。従つて、中央のヘツド部分を回動させると、
後方のヘツド部分が中央のヘツド部分への支承に基づき
中央のヘツド部分の回動に追従しようとする。しかしな
がら、前方のヘツド部分との点状の歯かみ合があるの
で、不動に保持された前方のヘツド部分の歯冠に沿つて
後方のヘツド部分が転動し、これによつて後方のヘツド
部分の揺動運動が生じる。これに対して、前方のヘツド
部分を回動させると、後方のヘツド部分が同時にほぼ同
じ回動角度の不都合な固有の回動運動を生ぜしめる。固
有の回動運動は、互いに支承し合つて互いに影響し合う
伝動部分の相対運動を生ぜしめる結果になる。さらに、
歯のかみ合部の誤差及び歯かみ合部の遊びは、誤差及び
相対運動の作用を減少させる減速比の高い減速伝動装置
が公知の伝動ヘツドでは被駆動側に設けられていないこ
とによつてヘツド部分の空間的な配属関係にネガチブな
著しい影響を及ぼす。
これに対して、本発明では内側に位置し油浴式に潤滑さ
れる歯かみ合部及び被駆動側の減速比の高い減速伝動装
置によるささえを用い、これによつて運動の長時間にわ
たつてコンスタントな高い精度の著しくコンパクトな構
造をもたらすことに基づき著しい改善が得られる。相対
回動運動は減速比でしか有効でなくかつ制御によつて相
殺される。
れる歯かみ合部及び被駆動側の減速比の高い減速伝動装
置によるささえを用い、これによつて運動の長時間にわ
たつてコンスタントな高い精度の著しくコンパクトな構
造をもたらすことに基づき著しい改善が得られる。相対
回動運動は減速比でしか有効でなくかつ制御によつて相
殺される。
本発明は、西独国特許出願公開第３４２８７４８号明細
書に開示された計算上の二義性の排除が唯一可能な手段
でないことを、特に工具保持体若しくはフランジプレー
トが後方のヘツド部分内に回動可能に支承されかつ駆動
されることによつて、示している。特許請求の範囲従属
項に本発明の有利な実施態様が記載してある。
書に開示された計算上の二義性の排除が唯一可能な手段
でないことを、特に工具保持体若しくはフランジプレー
トが後方のヘツド部分内に回動可能に支承されかつ駆動
されることによつて、示している。特許請求の範囲従属
項に本発明の有利な実施態様が記載してある。
次に図面を用いて本発明の実施例を具体的に説明する。
第１図は、伝動ヘツドの後方のヘツド部分３内に工具保
持体若しくはフランジプレート３８が駆動軸線４に対し
て同軸的に位置する被駆動軸線４６を中心として回転可
能に支承されて駆動される場合に、数値的な制御に対す
る二義性が存在していることを示している。すなわち、
被駆動軸線４６を中心とした工具保持体の回動は駆動軸
線４を中心とした伝動ヘツドの前方のヘツド部分１の回
動によつても可能である。この場合、二義性は前方のヘ
ツド部分１が駆動軸４を中心として回動不能に配置して
あると避けられる。
持体若しくはフランジプレート３８が駆動軸線４に対し
て同軸的に位置する被駆動軸線４６を中心として回転可
能に支承されて駆動される場合に、数値的な制御に対す
る二義性が存在していることを示している。すなわち、
被駆動軸線４６を中心とした工具保持体の回動は駆動軸
線４を中心とした伝動ヘツドの前方のヘツド部分１の回
動によつても可能である。この場合、二義性は前方のヘ
ツド部分１が駆動軸４を中心として回動不能に配置して
あると避けられる。
符号５，６で傾斜した旋回軸線が示してあり、この旋回
軸線を注しとして前方若しくは後方のヘツド部分１，３
に対する中央のヘツド部分２の相対回動運動が行われ
る。
軸線を注しとして前方若しくは後方のヘツド部分１，３
に対する中央のヘツド部分２の相対回動運動が行われ
る。
第２図は、被駆動軸線４６を駆動軸線４に対して鋭角に
傾けて配置することによつて二義性を避ける可能性を示
している。有利には、被駆動軸線４６が運動経過の計算
を容易にするために、傾斜した両方の旋回軸線５，６の
交点９と交差している。符号３３，３４でフランジプレ
ート３８を駆動するためのかさ歯車を概略的に示してあ
る。これによつて、被駆動軸線を中心としたフランジプ
レート３８の回動運動を行なう場合、このために前方の
ヘツド部分１の駆動が関与しないことは明らかである。
従つて、二義性が避けられる。
傾けて配置することによつて二義性を避ける可能性を示
している。有利には、被駆動軸線４６が運動経過の計算
を容易にするために、傾斜した両方の旋回軸線５，６の
交点９と交差している。符号３３，３４でフランジプレ
ート３８を駆動するためのかさ歯車を概略的に示してあ
る。これによつて、被駆動軸線を中心としたフランジプ
レート３８の回動運動を行なう場合、このために前方の
ヘツド部分１の駆動が関与しないことは明らかである。
従つて、二義性が避けられる。
第３図及び第４図から明らかなように、後方のヘツド部
分３が駆動軸線４に対して所定の角度（２α）に旋回さ
せられており、この場合異なる回転駆動装置が用いられ
る。第３図では、後方のヘツド部分３が不動の中央のヘ
ツド部分２に対して１８０゜旋回させられている。第４
図では中央のヘツド部分２が同じ位置を占める後方のヘ
ツド部分３と一緒に前方のヘツド部分１に対して１８０
゜回動させられている。これによつて生じる二義性は第
５図から第１１図の実施例で取除かれる。
分３が駆動軸線４に対して所定の角度（２α）に旋回さ
せられており、この場合異なる回転駆動装置が用いられ
る。第３図では、後方のヘツド部分３が不動の中央のヘ
ツド部分２に対して１８０゜旋回させられている。第４
図では中央のヘツド部分２が同じ位置を占める後方のヘ
ツド部分３と一緒に前方のヘツド部分１に対して１８０
゜回動させられている。これによつて生じる二義性は第
５図から第１１図の実施例で取除かれる。
第５図の実施例では傾斜した両方の旋回軸線５，６の角
度α1，α2が異なる大きさであり、その結果交点９が第
１図に示す対称位置から側方へずれて位置している。従
つて両方のヘツド部分２，３の同一の回動は互いに異な
る角度位置を生ぜしめる。
度α1，α2が異なる大きさであり、その結果交点９が第
１図に示す対称位置から側方へずれて位置している。従
つて両方のヘツド部分２，３の同一の回動は互いに異な
る角度位置を生ぜしめる。
第６図は旋回軸線５が図平面から傾斜しており、傾斜し
た両方の旋回軸線５，６の交点９が図平面内に残つてい
ることを示している。傾斜した回転面は楕円４７によつ
て概略的に示してあり、回転面に沿つて両方のヘツド部
分１，２が互いに案内されている。
た両方の旋回軸線５，６の交点９が図平面内に残つてい
ることを示している。傾斜した回転面は楕円４７によつ
て概略的に示してあり、回転面に沿つて両方のヘツド部
分１，２が互いに案内されている。
第７図では、第６図の思想を拡大して両方の旋回軸線
５，６が図平面から外へ傾斜させられている。第５図か
ら第７図のすべての実施例は第３図及び第４図で生じる
二義性を避けるための可能性を示している。第７図の場
合、傾斜した旋回軸線５，６の交点９は駆動軸線４から
離れて若しくは同じく図平面内に位置している。
５，６が図平面から外へ傾斜させられている。第５図か
ら第７図のすべての実施例は第３図及び第４図で生じる
二義性を避けるための可能性を示している。第７図の場
合、傾斜した旋回軸線５，６の交点９は駆動軸線４から
離れて若しくは同じく図平面内に位置している。
自動的な運動制御の計算は、傾斜した旋回軸線５，６の
交点９′が駆動軸線４上に位置しかつ被駆動軸線４
６′，４６″，４６が交点９′と交差している場合に
極めて容易になる。第８図から第１１図の実施例では、
被駆動軸線は駆動軸線４に対して同軸的に位置して交点
９′と交差する場合に符号４６′で示してあり（第８図
及び第１０図）、被駆動軸線が駆動軸線４と角度を成し
交差点９′と交差している場合に符号４６″で示してあ
る（第９図及び第１０図）。
交点９′が駆動軸線４上に位置しかつ被駆動軸線４
６′，４６″，４６が交点９′と交差している場合に
極めて容易になる。第８図から第１１図の実施例では、
被駆動軸線は駆動軸線４に対して同軸的に位置して交点
９′と交差する場合に符号４６′で示してあり（第８図
及び第１０図）、被駆動軸線が駆動軸線４と角度を成し
交差点９′と交差している場合に符号４６″で示してあ
る（第９図及び第１０図）。
第８図の実施例では、前方及び後方のヘツド部分１，３
の傾斜した旋回軸線５，６が駆動軸線４内で交差するよ
うに側方へずらして支承されている。
の傾斜した旋回軸線５，６が駆動軸線４内で交差するよ
うに側方へずらして支承されている。
第９図の実施例では付加的に駆動軸線４に対する被駆動
軸線４６″の傾斜位置が示してあり、これによつて−す
でに述べたように−被駆動軸線の制御の二義性が排除さ
れている。被駆動軸線４６″は旋回軸線６と重ね合せ
て、被駆動軸線４６として示してあり、これによつて
一面では伝動部材、ひいては構造的な費用が削減され、
かつ他面では作動空間が多くの使用例にとつて十分に小
さくなる。不都合な計算上の二義性は旋回軸線６と被駆
動軸線４６との同軸性によつて生ぜず、それというの
は旋回軸線５と６との同時的な伝動結合に際し後者の旋
回軸線が単個軸として機能しないからである。
軸線４６″の傾斜位置が示してあり、これによつて−す
でに述べたように−被駆動軸線の制御の二義性が排除さ
れている。被駆動軸線４６″は旋回軸線６と重ね合せ
て、被駆動軸線４６として示してあり、これによつて
一面では伝動部材、ひいては構造的な費用が削減され、
かつ他面では作動空間が多くの使用例にとつて十分に小
さくなる。不都合な計算上の二義性は旋回軸線６と被駆
動軸線４６との同軸性によつて生ぜず、それというの
は旋回軸線５と６との同時的な伝動結合に際し後者の旋
回軸線が単個軸として機能しないからである。
第８図及び第９図は駆動軸線４、旋回軸線５，６、被駆
動軸線４６，４６″，４６″が伝動ヘツドの伸長位置で
図平面内に位置しているところから出発している。第８
図の場合、第３図及び第４図で述べた二義性はまだ排除
されていない。しかしながら第６図及び第７図から明ら
かなように、この二義性は旋回軸線５，６を図平面から
外へ傾斜されることによつて取除かれる。軸線（４，
５，６，４６′，４６″，４６）の交点９′の同軸的
な位置と関連した手段が第１０図及び第１１図の実施例
で示してある。第１０図及び第１１図は第７図に対する
変化実施の側面図及び平面図であり、個々のヘツド部分
１，２，３は、図平面から後方及び前方に突出する傾斜
した旋回軸線５，６を支承するための側方へつば出しさ
れたケーシング部分を有しており、傾斜した旋回軸線
５，６の交点９′が図平面内に位置していてかつ駆動軸
線４及び被駆動軸線４６′，４６″の共通の終点であ
る。さらに、被駆動軸線４６″が傾斜して配置されてお
り、その結果被駆動軸線は駆動軸線４に対して同列を成
さず図平面内に位置しており、従つて、計算上の二義性
は生じない。
動軸線４６，４６″，４６″が伝動ヘツドの伸長位置で
図平面内に位置しているところから出発している。第８
図の場合、第３図及び第４図で述べた二義性はまだ排除
されていない。しかしながら第６図及び第７図から明ら
かなように、この二義性は旋回軸線５，６を図平面から
外へ傾斜されることによつて取除かれる。軸線（４，
５，６，４６′，４６″，４６）の交点９′の同軸的
な位置と関連した手段が第１０図及び第１１図の実施例
で示してある。第１０図及び第１１図は第７図に対する
変化実施の側面図及び平面図であり、個々のヘツド部分
１，２，３は、図平面から後方及び前方に突出する傾斜
した旋回軸線５，６を支承するための側方へつば出しさ
れたケーシング部分を有しており、傾斜した旋回軸線
５，６の交点９′が図平面内に位置していてかつ駆動軸
線４及び被駆動軸線４６′，４６″の共通の終点であ
る。さらに、被駆動軸線４６″が傾斜して配置されてお
り、その結果被駆動軸線は駆動軸線４に対して同列を成
さず図平面内に位置しており、従つて、計算上の二義性
は生じない。
軸線（４，５，６，４６′，４６″，４６）の第８図
から第１１図に示した交点９′は本発明に基づき球継手
若しくはカルダン継手４９の中心点であり、球継手若し
くはカルダン継手を介して駆動軸線４が被駆動軸線４
６′，４６″，４６に空間的に運動可能に結合されて
いる。球継手若しくはカルダン継手４９は概略的に示し
てある。
から第１１図に示した交点９′は本発明に基づき球継手
若しくはカルダン継手４９の中心点であり、球継手若し
くはカルダン継手を介して駆動軸線４が被駆動軸線４
６′，４６″，４６に空間的に運動可能に結合されて
いる。球継手若しくはカルダン継手４９は概略的に示し
てある。
第１２図から第１４図にはフランジプレート３８を駆動
するための構造的な実施例が第１図から出発して示して
あり、この場合第１２図では被駆動軸線４６が駆動軸線
４に対して同軸的に、第１３図では平行に配置されてい
る。第１４図には第８図及び第９図の構造的な実施例が
示してある。旋回軸線５，６の交点９′は駆動軸線４及
び被駆動軸線４６６′，４６″，４６の共通の終点で
ある。被駆動軸線４６″，４６内に位置する被駆動軸
３５の傾斜した配置は、おもに経路制御可能なマニプレ
ータにおいて計算上の二義性を避けるために有利であ
る。実施例では内側の駆動軸１３がかさ歯車１４，１５
を介して中空軸１６に結合されており、中空軸は減速伝
動装置１７を介して中央のヘツド部分２に結合されてい
る。中央のヘツド部分２はかさ歯車装置（１４，１５）
を介して旋回軸線５を中心として駆動させられる。中央
のヘツド部分は前方のヘツド部分１の適当な支承部４０
を介して旋回軸線５に対して垂直な面の回りに案内され
ている。
するための構造的な実施例が第１図から出発して示して
あり、この場合第１２図では被駆動軸線４６が駆動軸線
４に対して同軸的に、第１３図では平行に配置されてい
る。第１４図には第８図及び第９図の構造的な実施例が
示してある。旋回軸線５，６の交点９′は駆動軸線４及
び被駆動軸線４６６′，４６″，４６の共通の終点で
ある。被駆動軸線４６″，４６内に位置する被駆動軸
３５の傾斜した配置は、おもに経路制御可能なマニプレ
ータにおいて計算上の二義性を避けるために有利であ
る。実施例では内側の駆動軸１３がかさ歯車１４，１５
を介して中空軸１６に結合されており、中空軸は減速伝
動装置１７を介して中央のヘツド部分２に結合されてい
る。中央のヘツド部分２はかさ歯車装置（１４，１５）
を介して旋回軸線５を中心として駆動させられる。中央
のヘツド部分は前方のヘツド部分１の適当な支承部４０
を介して旋回軸線５に対して垂直な面の回りに案内され
ている。
外側の駆動軸２６は減速伝動装置２７を介して直接に前
方のヘツド部分１に作用しており、この伝動ヘツド部分
はジブアーム２８に対して同軸的に配置され、このジブ
アームに回動可能に支承されている。すべての減速伝動
装置１７，２５，２７，３６は被駆動側に配置されてお
り、これによつて遊びのない、空間的にコンパクトな、
従つて小さな伝動ヘツド構造が得られる。減速伝動装置
１７，２５，２７，３６は強い減速のために設けられて
いる。傾斜した第２の旋回軸線６に沿つて中空軸３２が
配置され、中空軸３２はかさ歯車４４，４５を介して、
中空軸３２自体の前方に位置する中空軸１６に結合され
ている。中空軸１６は、前方のヘツド部分１にささえら
れた減速比の大きな減速伝動装置１７を介して傾斜した
旋回軸線５を中心として中央のヘツド部分を駆動する。
別の中空軸３２は減速比の大きな減速伝動装置２５を介
して中央のヘツド部分２にささえられ、傾斜した第２の
旋回軸線６を中心として後方のヘツド部分３を駆動す
る。両方の減速伝動装置１７，２５は減速を同じ大きさ
にしてあつて、有利には互いに鏡面対称的に組込まれ、
その結果互いに支承されたヘツド部分２，３が中空軸１
６，３２の回転に際して互いに同時にではあるが互いに
逆向きの回動運動を行う。
方のヘツド部分１に作用しており、この伝動ヘツド部分
はジブアーム２８に対して同軸的に配置され、このジブ
アームに回動可能に支承されている。すべての減速伝動
装置１７，２５，２７，３６は被駆動側に配置されてお
り、これによつて遊びのない、空間的にコンパクトな、
従つて小さな伝動ヘツド構造が得られる。減速伝動装置
１７，２５，２７，３６は強い減速のために設けられて
いる。傾斜した第２の旋回軸線６に沿つて中空軸３２が
配置され、中空軸３２はかさ歯車４４，４５を介して、
中空軸３２自体の前方に位置する中空軸１６に結合され
ている。中空軸１６は、前方のヘツド部分１にささえら
れた減速比の大きな減速伝動装置１７を介して傾斜した
旋回軸線５を中心として中央のヘツド部分を駆動する。
別の中空軸３２は減速比の大きな減速伝動装置２５を介
して中央のヘツド部分２にささえられ、傾斜した第２の
旋回軸線６を中心として後方のヘツド部分３を駆動す
る。両方の減速伝動装置１７，２５は減速を同じ大きさ
にしてあつて、有利には互いに鏡面対称的に組込まれ、
その結果互いに支承されたヘツド部分２，３が中空軸１
６，３２の回転に際して互いに同時にではあるが互いに
逆向きの回動運動を行う。
前述の配置形式に基づき中空軸１６，３２を通して駆動
系を導くことができ、駆動系は中央の駆動軸１８から出
発しかつ、内側に位置する中間軸２１，２４及びかさ歯
車組２２，２３；３３，３４を介して被駆動軸３５に作
用するようになつており、被駆動軸は減速比の高い減速
伝動装置３６を介して後方のヘツド部分３に支持されて
いる。これによつてフランジプレート３８が駆動され、
フランジプレートは支承部３７を介して後方のヘツド部
分３に案内されていて工具保持体を受容している。
系を導くことができ、駆動系は中央の駆動軸１８から出
発しかつ、内側に位置する中間軸２１，２４及びかさ歯
車組２２，２３；３３，３４を介して被駆動軸３５に作
用するようになつており、被駆動軸は減速比の高い減速
伝動装置３６を介して後方のヘツド部分３に支持されて
いる。これによつてフランジプレート３８が駆動され、
フランジプレートは支承部３７を介して後方のヘツド部
分３に案内されていて工具保持体を受容している。
後方のヘツド部分３は支承部３９を介して中央のヘツド
部分２に回動可能に案内され、中央のヘツド部分は支承
部４０を介して前方のヘツド１に回動可能に案内されて
いる。中間軸２４は被駆動側で支承部４１を介して後方
のヘツド部分３に案内され、駆動側で支承部４３を介し
て中空部３２に案内されており、中間軸自体は支承部４
２を介して中央のヘツド部分２に支承されている。
部分２に回動可能に案内され、中央のヘツド部分は支承
部４０を介して前方のヘツド１に回動可能に案内されて
いる。中間軸２４は被駆動側で支承部４１を介して後方
のヘツド部分３に案内され、駆動側で支承部４３を介し
て中空部３２に案内されており、中間軸自体は支承部４
２を介して中央のヘツド部分２に支承されている。
第１２図では傾斜した旋回軸線５，６の交点９は駆動軸
線４から離して設けられている。しかしながら、交点９
は第１３図に示すように駆動軸線４内に位置していてよ
い。この場合、フランジ部分３０，３１を備えた中間部
分２９が使用される。
線４から離して設けられている。しかしながら、交点９
は第１３図に示すように駆動軸線４内に位置していてよ
い。この場合、フランジ部分３０，３１を備えた中間部
分２９が使用される。
前述の構成に基づき、被駆動軸３５が駆動軸線４に対し
て平行に側へずらされている。これは例えばPTP制御の
ために避けたい場合には、後方のヘツド部分に被駆動軸
３５を支承するためのずれ戻し機構４８を設け、ずれ戻
し機構がずれを取除き、伝動ヘツド（１，２，３）の伸
長位置で被駆動軸３５を駆動軸線４に対して同心的に位
置させる。第１４図は計算上の二義性を避けるための、
経路制御式のマニプレータの実施例を示しており、この
場合被駆動軸４６″の傾斜位置が優先されている。被駆
動軸線４６′（第１４図）は被駆動軸３５のずれ戻し機
構４８によつて生ぜしめられる。
て平行に側へずらされている。これは例えばPTP制御の
ために避けたい場合には、後方のヘツド部分に被駆動軸
３５を支承するためのずれ戻し機構４８を設け、ずれ戻
し機構がずれを取除き、伝動ヘツド（１，２，３）の伸
長位置で被駆動軸３５を駆動軸線４に対して同心的に位
置させる。第１４図は計算上の二義性を避けるための、
経路制御式のマニプレータの実施例を示しており、この
場合被駆動軸４６″の傾斜位置が優先されている。被駆
動軸線４６′（第１４図）は被駆動軸３５のずれ戻し機
構４８によつて生ぜしめられる。
駆動軸線４に対する被駆動軸４６″の傾斜は第１４図に
示すように下方に向けられるだけでなく、上方にも向け
られる。例えば図平面内への若しくは図平面から外側へ
の三次元の傾斜位置も本発明の課題の解決のために用い
られてよい。
示すように下方に向けられるだけでなく、上方にも向け
られる。例えば図平面内への若しくは図平面から外側へ
の三次元の傾斜位置も本発明の課題の解決のために用い
られてよい。
第１図は伝動ヘツドの伸長位置での概略側面図、第２図
は傾斜して配置した被駆動軸を備えた実施例の伸長位置
での概略側面図、第３図及び第４図は実施例の旋回位置
での概略側面図、第５図、第６図、第７図、第８図、第
９図、第１０図及び第１１図は特別な形式で配置され傾
斜した軸線を有する異なる実施例の概略図、第１２図、
第１３図及び第１４図は異なる実施例の縦断面図であ
る。 １，２及び３……ヘツド部分、４……駆動軸線、５及び
６……旋回軸線、９及び９′……交点、１３……駆動
軸、１４及び１５……かさ歯車、１６……中空軸、１７
……減速伝動装置、１８……駆動軸、１９及び２０……
かさ歯車、２１……中間軸、２２及び２３……かさ歯
車、２４……中間軸、２５……減速伝動装置、２６……
駆動軸、２７……減速伝動装置、２８……シブアーム、
２９……中間部分、３０及び３１……フランジ部分、３
２……中空軸、３３及び３４……かさ歯車、３５……被
駆動軸、３６……減速伝動装置、３７……支承部、３８
……フランジプレート、３９〜４３……支承部、４４及
び４５……かさ歯車、４６，４６′，４６″及び４６
……被駆動軸、４７……楕円、４８……ずれ戻し機構、
４９……カルダン継手
は傾斜して配置した被駆動軸を備えた実施例の伸長位置
での概略側面図、第３図及び第４図は実施例の旋回位置
での概略側面図、第５図、第６図、第７図、第８図、第
９図、第１０図及び第１１図は特別な形式で配置され傾
斜した軸線を有する異なる実施例の概略図、第１２図、
第１３図及び第１４図は異なる実施例の縦断面図であ
る。 １，２及び３……ヘツド部分、４……駆動軸線、５及び
６……旋回軸線、９及び９′……交点、１３……駆動
軸、１４及び１５……かさ歯車、１６……中空軸、１７
……減速伝動装置、１８……駆動軸、１９及び２０……
かさ歯車、２１……中間軸、２２及び２３……かさ歯
車、２４……中間軸、２５……減速伝動装置、２６……
駆動軸、２７……減速伝動装置、２８……シブアーム、
２９……中間部分、３０及び３１……フランジ部分、３
２……中空軸、３３及び３４……かさ歯車、３５……被
駆動軸、３６……減速伝動装置、３７……支承部、３８
……フランジプレート、３９〜４３……支承部、４４及
び４５……かさ歯車、４６，４６′，４６″及び４６
……被駆動軸、４７……楕円、４８……ずれ戻し機構、
４９……カルダン継手
Claims (8)
- 【請求項１】マニプレータ用の伝動ヘッドであって、前
後に配置されかつ斜めの軸線を中心として互いに支承さ
れた３つのヘッド部分から成り、互いに同心的に配置さ
れた３つの駆動軸を備えており、ヘッド部分の伝動系が
斜めの軸線に沿ってそのつど駆動しようとするヘッド部
分まで導かれていてかつ減速比の高い減速伝動装置を有
しており、斜めの軸線が伝動ヘッドの伸長位置で伝動ヘ
ッドの縦軸線に対して互いに逆向きに開く鋭角な角度を
成している形式のものにおいて、後方のヘッド部分
（３）内に被駆動軸（３５）、後方のヘッド部分（３）
に支えられた減速伝動装置（３６）及び回転可能に支承
され減速伝動装置によって駆動されるフランジプレート
（３８）から成る駆動ユニットが配置されており、中央
のヘッド部分（２）及び後方のヘッド部分（３）に通じ
る伝動系がかさ歯車組（４４，４５）を介して直接結合
された中空軸（１６，３２）から成っており、該中空軸
をフランジプレート（３８）の駆動のために設けられた
伝動系（２１，２２，２３，２４，３３，３４，３５）
が貫通しており、中央のヘッド部分（２）及び後方のヘ
ッド部分（３）に通じる伝動系が１つの駆動軸（１３）
に連結されており、各ヘッド部分（１，２，３）間の結
合がヘッド部分内に支えられた減速伝動装置（１７，２
５）を介して行われており、該減速伝動装置が中央のヘ
ッド部分（２）及び後方のヘッド部分（３）の伝動系と
しての中空軸（１６，３２）に取り付けられていること
を特徴とするマニプレータ用の伝動ヘッド。 - 【請求項２】中央のヘッド部分（２）及び後方のヘッド
部分（３）の伝動系としての中空軸（１６，３２）が減
速比の高い減速伝動装置（１７，２５）を介して前方の
ヘッド部分（１）若しくは中央ヘッド部分（２）に支え
られている特許請求の範囲第１項記載の伝動ヘッド。 - 【請求項３】被駆動軸（３５）の被駆動軸線（４６″）
が駆動軸線（４）に対して傾斜して配置されている特許
請求の範囲第１項又は第２項記載の伝動ヘッド。 - 【請求項４】中央のヘッド部分（２）の両方の斜めの軸
線の傾斜の角度（α１，α２）が互いに異なる大きさで
ある特許請求の範囲第１項から第３項までのいずれか１
項記載の伝動ヘッド。 - 【請求項５】被駆動軸（３５）を傾斜して配置した場
合、被駆動軸の被駆動軸線（４６″）が中央の両方の斜
めの軸線（５，６）の交点（９′）を通って延びている
特許請求の範囲第４項記載の伝動ヘッド。 - 【請求項６】中央のヘッド部分（２）の少なくとも一方
の斜めの軸線（５，６）が図平面に対して傾斜した面に
配置されている特許請求の範囲第１項から第５項までの
いずれか１項記載の伝動ヘッド。 - 【請求項７】中央のヘッド部分（２）の両方の斜めの軸
線（５，６）の、図平面に対して傾斜した位置で、斜め
の軸線の交点（９′）が図平面に位置している特許請求
の範囲第６項記載の伝動ヘッド。 - 【請求項８】斜めの軸線（５，６）と駆動軸線（４）と
被駆動軸線（４６′，４６″）との交点（９′）が駆動
軸線（４）及び被駆動軸線（４６′，４６″）を結合す
る球継手若しくはカルダン継手（４９）の中心点として
設けられている特許請求の範囲第１項から第７項までの
いずれか１項記載の伝動ヘッド。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE3525806.3 | 1985-07-19 | ||
| DE19853525806 DE3525806A1 (de) | 1985-07-19 | 1985-07-19 | Getriebekopf fuer manipulatoren |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6274591A JPS6274591A (ja) | 1987-04-06 |
| JPH0611474B2 true JPH0611474B2 (ja) | 1994-02-16 |
Family
ID=6276187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61168209A Expired - Lifetime JPH0611474B2 (ja) | 1985-07-19 | 1986-07-18 | マニプレ−タ用の伝動ヘッド |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4736645A (ja) |
| EP (1) | EP0209111B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0611474B2 (ja) |
| KR (1) | KR940001203B1 (ja) |
| CN (1) | CN1004617B (ja) |
| AT (1) | ATE43089T1 (ja) |
| AU (1) | AU579300B2 (ja) |
| CA (1) | CA1262062A (ja) |
| DD (1) | DD248316A5 (ja) |
| DE (2) | DE3525806A1 (ja) |
| ES (1) | ES2000697A6 (ja) |
| SU (1) | SU1421250A3 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3545068A1 (de) * | 1985-12-19 | 1987-06-25 | Kuka Schweissanlagen & Roboter | Getriebekopf fuer manipulatoren |
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| AU591834B2 (en) * | 1987-02-23 | 1989-12-14 | University Of Western Australia, The | Wrist mechanism for robotic manipulators |
| SE9202872L (sv) * | 1992-10-02 | 1993-10-04 | Sala Industrireparationer Ab | Vinkelväxel |
| DE19643702B4 (de) * | 1996-10-23 | 2007-11-29 | Ald Vacuum Technologies Ag | Vakuumbeschichtungsvorrichtung zum allseitigen Beschichten eines Substrats durch Rotation des Substrats im Materialstrom |
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| WO2009023851A1 (en) * | 2007-08-15 | 2009-02-19 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Modular and cooperative medical devices and related systems and methods |
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| EP2844181B1 (en) | 2012-05-01 | 2021-03-10 | Board of Regents of the University of Nebraska | Single site robotic device and related systems |
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| US9770305B2 (en) | 2012-08-08 | 2017-09-26 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Robotic surgical devices, systems, and related methods |
| WO2014160086A2 (en) | 2013-03-14 | 2014-10-02 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Methods, systems, and devices relating to robotic surgical devices, end effectors, and controllers |
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