JPH06262554A - Manipulator - Google Patents
ManipulatorInfo
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- JPH06262554A JPH06262554A JP5162693A JP5162693A JPH06262554A JP H06262554 A JPH06262554 A JP H06262554A JP 5162693 A JP5162693 A JP 5162693A JP 5162693 A JP5162693 A JP 5162693A JP H06262554 A JPH06262554 A JP H06262554A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ハンドの絶対位置・姿
勢を制御することが可能なマニピュレータに関する。ま
た、本発明は、人間の手先位置・姿勢を計測しながら手
先に力感覚を伝達する、力帰還型の３次元位置・姿勢入
力装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manipulator capable of controlling the absolute position / posture of a hand. The present invention also relates to a force feedback type three-dimensional position / orientation input device that transmits a force sensation to a hand while measuring the position / orientation of a human hand.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来マニピュレータは、水平多関節型及
び垂直多関節型及び極座標型及び円筒座標型を主とする
多関節タイプ、パラレルリンクタイプ、及びパンタグラ
フ型を始とする平行リンクタイプに大別される。2. Description of the Related Art Conventional manipulators are roughly classified into horizontal articulated type, vertical articulated type, multi-joint type mainly having polar coordinate type and cylindrical coordinate type, parallel link type, and parallel link type including pantograph type. To be done.
【０００３】多関節タイプのマニピュレータでは、アク
チュエータ及びリンクを床面固定部より直列に連結して
構造を構成し、その床面固定部とは反対の一端にハンド
を取り付けて作業を行わせる。In a multi-joint type manipulator, a structure is constructed by connecting an actuator and a link in series from a floor surface fixing portion, and a hand is attached to one end opposite to the floor surface fixing portion to perform work.
【０００４】パラレルリンクタイプでは、複数の多関節
タイプのマニピュレータの端点をハンド部となる単一の
リンクに接合し、複数の多関節マニピュレータの姿勢に
応じて同ハンド部の位置・姿勢を制御する。In the parallel link type, the end points of a plurality of multi-joint type manipulators are joined to a single link serving as a hand section, and the position / posture of the hand section is controlled according to the postures of the plurality of multi-joint manipulators. .
【０００５】平行リンクタイプでは、リンクを平行四辺
形状に接合することにより、より制御し易いマニピュレ
ータ機構を実現する。その代表例であるパンタグラフ構
造は、機構の床面固定部に設定されたｘｙｚ方向移動用
アクチュエータの移動量を拡大してハンド部へ伝える役
割を担う。（例えばＳｈｉｎ−Ｍｉｎｇ Ｓｏｎｇａｎ
ｄ Ｊｏｎｇ−Ｋｉｌ Ｌｅｅ，“Ｔｈｅ Ｍｅｃｈａ
ｎｉｃａｌ Ｅｆｆｃｉａｎｃｙ ａｎｄ Ｋｉｎｅｍ
ａｔｉｃｓ ｏｆ ＰａｎｔｏｇｒａｐｈＴｙｐｅ Ｍ
ａｎｉｐｕｌａｔｏｒｓ，１９８９ Ｐｒｏｃｅｅｄｉ
ｎｇｓ ｏｆ １９８８ ＩＥＥＥ Ｉｎｔｅｒｎａｔ
ｉｏｎａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅｏｆ Ｒｏｂｏｔｉ
ｃｓ ａｎｄ Ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ）。In the parallel link type, a manipulator mechanism that is easier to control is realized by joining the links in a parallelogram shape. A pantograph structure, which is a typical example thereof, plays a role of expanding the amount of movement of the actuator for movement in the xyz directions set in the floor surface fixing portion of the mechanism and transmitting it to the hand portion. (For example, Shin-Ming Songan
d Jong-Kil Lee, "The Mecha
natural Efficiency and Kinem
atics of PantographType M
anipulators, 1989 Proceedi
ngs of 1988 IEEE Internet
Ional Conference of Roboti
cs and Automation).
【０００６】また、このパンタグラフ機構を複数用いた
マニピュレータも考案されている（例えば特開昭６３−
８８０５号公報）。同じマニピュレータではベース部で
のアクチュエータのｘｙｚ方向移動をパンタグラフ機構
を複数用いることによって効率的に拡大してハンド部へ
伝える。A manipulator using a plurality of pantograph mechanisms has also been devised (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-63).
8805 publication). In the same manipulator, the movement of the actuator in the xyz direction at the base portion is efficiently enlarged and transmitted to the hand portion by using a plurality of pantograph mechanisms.
【０００７】図４は従来のパンタグラフ型マニピュレー
タの例である。同図によると、パンタグラフ機構４０１
の第１接点４０２にｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイ
ント４０３を接合する。このとき、回転ジョイント４０
３の回転軸が第１接点４０２を通過するように配置す
る。回転ジョイント４０３をｘ軸方向に移動可能な直動
機構４０４に接合し、第２接点４０５をｚ軸方向に回転
軸を持つ回転ジョイント４０６に接合する。このとき、
回転ジョイント４０６の回転軸が第２接点４０５を通過
するよう配置する。回転ジョイント４０６をｚ軸方向に
移動可能な直動機構４０７に接合し、直動機構４０７を
ｙ軸方向に移動可能な直動機構４０８を接合することに
よって、第３接点４０９をハンド部とするマニピュレー
タが得られる。FIG. 4 shows an example of a conventional pantograph type manipulator. According to the figure, the pantograph mechanism 401
A rotary joint 403 having a rotary shaft in the z-axis direction is joined to the first contact 402 of the. At this time, the rotary joint 40
The rotating shaft of 3 is arranged so as to pass through the first contact point 402. The rotary joint 403 is joined to the linear motion mechanism 404 movable in the x-axis direction, and the second contact 405 is joined to the rotary joint 406 having a rotary shaft in the z-axis direction. At this time,
The rotary shaft of the rotary joint 406 is arranged so as to pass through the second contact 405. The rotary joint 406 is joined to the linear motion mechanism 407 movable in the z-axis direction, and the linear motion mechanism 407 is bonded to the linear motion mechanism 408 movable in the y-axis direction, whereby the third contact point 409 serves as a hand portion. A manipulator is obtained.
【０００８】以上の構成のマニピュレータでは、第３接
点４０９のｘ方向移動量ｐx 4 0 9は直動機構４０４の
移動量ｑ4 0 4 によって、以下の式に従って制御され
る。[0008] In a manipulator of the above structure, x-direction movement amount p x 4 0 9 of the third contact 409 by the movement amount q 4 0 4 of the linear motion mechanism 404 is controlled in accordance with the following equation.
【０００９】ｐx 4 0 9 ＝ｒx ｑ4 0 4 ただし、ｒx はパンタグラフ機構の形状に依存する比例
係数である。第３接点４０９のｙ方向移動量ｐy 4 0 9
は直動機構４０８の移動量ｑ4 0 8 によって、以下の式
に従って制御される。P x 4 0 9 = r x q 4 0 4 where r x is a proportional coefficient depending on the shape of the pantograph mechanism. Amount of movement of the third contact 409 in the y direction p y 409
Depending movement amount q 4 0 8 of the linear motion mechanism 408 is controlled in accordance with the following equation.
【００１０】ｐy 4 0 9 ＝ｒy ｑ4 0 8 ただし、ｒy はパンタグラフ機構の形状に依存する比例
係数である。第３接点４０９のｚの方向移動量ｐ
z 4 0 9 は直動機構４０７移動量ｑ4 0 7 によって、以
下の式に従って制御される。[0010] However p y 4 0 9 = r y q 4 0 8, r y is a proportionality coefficient depending on the shape of the pantograph mechanism. The amount of movement p of the third contact 409 in the z direction
z 4 0 9 is the linear motion mechanism 407 moves amount q 4 0 7, is controlled according to the following equation.
【００１１】ｐz 4 0 9 ＝ｒz ｑ4 0 7 ただし、ｒz はパンタグラフ機構の形状に依存する比例
係数である。[0011] p z 4 0 9 = r z q 4 0 7 , however, the r z is a proportionality coefficient depending on the shape of the pantograph mechanism.
【００１２】従って、直動機構４０４によってｘ軸方向
移動量が、直動機構４０８によってｙ軸方向移動量が、
直動機構４０７によってｚ軸方向移動量が制御可能なマ
ニピュレータが得られる。Therefore, the linear movement mechanism 404 moves the x-axis direction, and the linear movement mechanism 408 moves the y-axis direction.
With the linear motion mechanism 407, a manipulator whose amount of movement in the z-axis direction can be controlled can be obtained.
【００１３】人間の手先位置・姿勢を計測する３次元位
置・姿勢入力装置において、手先に力感覚を伝達する力
帰還タイプの入力装置は、機構的にはマニピュレータと
同じ原理に基づいており、やはり上記のタイプに大別さ
れる。In a three-dimensional position / orientation input device for measuring the position / orientation of a human hand, a force feedback type input device for transmitting a force sensation to the hand is mechanically based on the same principle as a manipulator, They are roughly classified into the above types.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】平行リンクタイプ、特
にパンタグラフ機構でハンド部を移動させる場合には、
動作範囲、可搬重量、キネマティックス演算の容易さ、
関節間の機構学的・力学的干渉の観点にからは優れた性
能が得られる反面、ハンドの姿勢をも制御しようとする
と機構が複雑となる欠点が存在する。この結果、マニピ
ュレータのハンド姿勢まで制御しようとすると、本来の
機構面での有利性が失われる。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention When a hand unit is moved by a parallel link type, especially a pantograph mechanism,
Operating range, payload capacity, kinematics calculation ease,
Although excellent performance can be obtained from the viewpoint of mechanical and mechanical interference between joints, there is a drawback that the mechanism becomes complicated if the posture of the hand is also controlled. As a result, when trying to control even the hand posture of the manipulator, the original mechanical advantage is lost.
【００１５】力帰還型の３次元位置・姿勢入力装置で
は、その機構が上記マニピュレータと原理的に同じであ
るため、動作範囲、可搬重量、キネマティックス演算の
容易さ、関節間の機構学的・力学的干渉等で問題点が存
在した。Since the mechanism of the force feedback type three-dimensional position / orientation input device is the same as that of the manipulator in principle, the operating range, the load capacity, the ease of kinematics calculation, and the mechanics between joints There were problems due to physical and mechanical interference.
【００１６】本発明の目的は、マニピュレータハンドの
位置のみならず姿勢をも制御可能とすることによって、
従来のパンタグラフ機構の有利性を保ったまま、ハンド
の姿勢も容易なキネマティックス演算で制御可能なマニ
ピュレータ、及び力帰還型の３次元位置・姿勢入力装置
を実現することにある。An object of the present invention is to control not only the position of the manipulator hand but also the posture thereof,
It is an object of the present invention to realize a manipulator capable of controlling the hand posture by a kinematics operation and a force feedback type three-dimensional position / posture input device while maintaining the advantages of the conventional pantograph mechanism.
【００１７】[0017]
【課題を解決するための手段】本発明のマニピュレータ
は、互いに平行な配置をとる複数パンタグラフ機構と、
前記複数パンタグラフ機構の出力部に、複数回転ジョイ
ントと複数リンクを介して前記複数パンタグラフ機構を
結ぶハンドリンクと、前記ハンドリンクに接続されたハ
ンドと、前記複数パンタグラフ機構のそれぞれの第１入
力部に、複数回転ジョイントと複数リンクを介して前記
複数パンタグラフ機構を結ぶ第１リンクと、前記複数パ
ンタグラフ機構のそれぞれの第２入力部に複数回転ジョ
ントと複数リンクを介して前記複数パンタグラフ機構を
結ぶ第２リンクと、ハンドの姿勢を制御する各軸のモー
タ間の配置が各々の回転軸が１点で垂直に交わり、各軸
のモータの位置は前記第１リンク下部と前記第２リンク
下部で同じ配置を取り、前記第１リンクと前記第２リン
クに接続される２つのハンド姿勢制御部と、前記ハンド
姿勢制御部の下部にハンドの位置制御を行う複数アクチ
ュエータとを有することを特徴とする。A manipulator of the present invention comprises a plurality of pantograph mechanisms arranged in parallel with each other,
An output unit of the plural pantograph mechanism, a hand link connecting the plural pantograph mechanisms through plural rotary joints and plural links, a hand connected to the hand link, and a first input unit of each of the plural pantograph mechanisms. A first link connecting the plurality of pantograph mechanisms via a plurality of rotary joints and a plurality of links, and a second link connecting the plurality of pantograph mechanisms to a second input section of each of the plurality of pantograph mechanisms via a plurality of rotary joints and a plurality of links The positions of the links and the motors of the respective axes that control the attitude of the hand intersect vertically at each rotation axis, and the positions of the motors of the respective axes are the same in the lower part of the first link and the lower part of the second link. And two hand attitude control units connected to the first link and the second link, and a lower part of the hand attitude control unit. And having a plurality actuator controlling the position of the hand.
【００１８】[0018]
【作用】回転ジョイントとリンクで複数パンタグラフ機
構の第１駆動入力部間、さらには第２駆動入力部間を結
ぶ。各パンタグラフ機構間を結ぶ第１リンクおよび第２
リンクに、各軸のモータの回転軸が一点で交わるように
し、モータの位置を第１リンクと第２リンク間で同一に
配置した姿勢制御機構を取り付ける。ハンドの姿勢制御
は次のように行われる。The rotary joint and the link connect between the first drive input sections of the plural pantograph mechanisms, and further between the second drive input sections. The first link and the second link between the pantograph mechanisms
An attitude control mechanism is attached to the links so that the rotation axes of the motors of the respective axes intersect at one point and the motor positions are arranged the same between the first link and the second link. The attitude control of the hand is performed as follows.
【００１９】ハンドのｘ軸方向の回転は複数のｘ軸回転
のモータを用いることにより、モータの回転軸を中心
に、リンクに接続されたパンタグラフ機構ごと回転を与
えることによって得られる。The rotation of the hand in the x-axis direction can be obtained by using a plurality of x-axis rotating motors and rotating the pantograph mechanism connected to the link about the rotation axis of the motor.
【００２０】ハンドのｙ軸方向の回転は複数のｙ軸回転
のモータを用いることにより、第１リンク、第２リンク
がｙ軸回転のモータの軸を中心に傾く。これにより、パ
ンタグラフ機構の出力部に釣り下げられたハンドリンク
がハンドの付け根を中心にモータと同じ回転角度だけ傾
くことによって得られる。Rotation of the hand in the y-axis direction uses a plurality of y-axis rotating motors, whereby the first link and the second link are tilted about the axis of the y-axis rotating motor. As a result, the hand link suspended from the output part of the pantograph mechanism is obtained by inclining the hand link about the base of the hand by the same rotation angle as the motor.
【００２１】ハンドのｚ軸方向の回転は複数のｚ軸回転
のモータを用いることにより、ｚ軸を中心に第１リン
ク、第２リンクが回転する。これにより、パンタグラフ
機構の出力部に釣り下げられたハンドリンクがハンドの
付け根を中心にモータと同じ回転角度だけ回転すること
によって得られる。Rotation of the hand in the z-axis direction uses a plurality of z-axis rotating motors to rotate the first link and the second link about the z-axis. As a result, the hand link suspended from the output part of the pantograph mechanism is obtained by rotating the hand link about the base of the hand by the same rotation angle as the motor.
【００２２】[0022]
【実施例】図３は本発明によるマニピュレータの構成要
素となるパンタグラフ機構の例である。同図に従い、リ
ンク３０１及びリンク３０２及びリンク３０３及びリン
ク３０４平行四辺形を形成するように、リンク３０１の
一端とリンク３０２の一端を回転ジョイント３０５で接
合し、リンク３０１の途中とリンク３０３の一端を回転
ジョイント３０６で接合し、リンク３０２の途中とリン
ク３０４の一端を回転ジョイント３０７で接合し、リン
ク３０３の他端を回転ジョイント３０９に接合し、リン
ク３０４の他端を回転ジョイント３０９で接合し、回転
ジョイント３０９と回転ジョイント３１０を接合する。
リンク３０１の他端に回転ジョイント３０８を接合して
第一接点とし、回転ジョイント３０９及び回転ジョイン
ト３１０の接合部を第２接点とし、リンク３０２の他端
３１１を第３接点とし、第１接点及び第２接点及び第３
接点が一直線上にくるように配置することにより、パン
タグラフ機構が得られる。すなわち、第１接点及び回転
ジョイント３０５及び第３接点のなす三角形とが常に相
似となり、第３接点を第１接点及び第２接点によって制
御するパンタグラフ機構が得られる。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 3 shows an example of a pantograph mechanism which is a constituent element of a manipulator according to the present invention. According to the figure, one end of the link 301 and one end of the link 302 are joined by a rotary joint 305 so as to form a parallelogram with the link 301, the link 302, the link 303, and the link 304. Are joined by a rotary joint 306, one end of the link 302 and one end of the link 304 are joined by a rotary joint 307, the other end of the link 303 is joined by a rotary joint 309, and the other end of the link 304 is joined by a rotary joint 309. , The rotary joint 309 and the rotary joint 310 are joined.
The rotary joint 308 is joined to the other end of the link 301 to form a first contact, the joint between the rotary joint 309 and the rotary joint 310 serves as a second contact, and the other end 311 of the link 302 serves as a third contact. Second contact and third
A pantograph mechanism can be obtained by arranging the contacts so that they are aligned. That is, the triangle formed by the first contact point, the rotary joint 305, and the third contact point is always similar, and a pantograph mechanism that controls the third contact point by the first contact point and the second contact point is obtained.
【００２３】ここで第１接点、第２接点、第３接点を通
る直線の方向をｘ軸方向とする。ｘ軸の垂直上向き方向
をｚ軸、のこりのｘ軸とｚ軸に垂直な方向をｙ軸とす
る。パンタグラフ機構と各軸との関係は図１、図２とも
同様とする。Here, the direction of a straight line passing through the first contact point, the second contact point, and the third contact point is defined as the x-axis direction. The vertical upward direction of the x-axis is the z-axis, and the direction perpendicular to the x-axis and the z-axis of the lumber is the y-axis. The relationship between the pantograph mechanism and each axis is the same in FIGS. 1 and 2.
【００２４】図１に本発明におけるパンタグラフ機構の
一実施例を示す。同じリンク長の３つのパンタグラフ機
構１０１、１０２、及び１０３を設置する。この時、パ
ンタグラフ機構１０１の第１接点１０４及びパンタグラ
フ機構１０２の第１接点１０５及びパンタグラフ機構１
０３の第１接点１０６が作る三角形と、パンタグラフ機
構１０１の第２接点１２３及びパンタグラフ機構１０２
の第２接点１２４及びパンタグラフ機構１０３の第２接
点１２５が作る三角形と、パンタグラフ機構１０１の第
３接点１４０及びパンタグラフ機構１０２の第３接点１
４１及びパンタグラフ機構１０３の第３接点１４２が作
る三角形とが、全て合同で、平行移動によって互いに重
ね合わせることが可能であるように各々のパンタグラフ
機構を配置する。FIG. 1 shows an embodiment of the pantograph mechanism according to the present invention. Three pantograph mechanisms 101, 102, and 103 having the same link length are installed. At this time, the first contact 104 of the pantograph mechanism 101, the first contact 105 of the pantograph mechanism 102, and the pantograph mechanism 1
A triangle formed by the first contact 106 of 03, the second contact 123 of the pantograph mechanism 101 and the pantograph mechanism 102.
Triangle formed by the second contact 124 of the pantograph mechanism 103 and the second contact 125 of the pantograph mechanism 103, and the third contact 140 of the pantograph mechanism 101 and the third contact 1 of the pantograph mechanism 102.
Each pantograph mechanism is arranged such that 41 and the triangle formed by the third contact 142 of the pantograph mechanism 103 are all congruent and can be superimposed on each other by translation.
【００２５】パンタグラフ機構１０１の第１接点１０４
をリンク１０７に接合し、パンタグラフ機構１０２の第
１接点１０５をリンク１０８に接合し、パンタグラフ機
構１０３の第１接点１０６をリンク１０９に接合し、リ
ンク１０７をｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント１
１０に接合し、リンク１０８をｚ軸方向に回転軸を持つ
回転ジョイント１１１に接合し、リンク１０９をｚ軸方
向に回転軸を持つ回転ジョイント１１２に接合し、回転
ジョイント１１０及び回転ジョイント１１１及び回転ジ
ョイント１１２を第１リンク１１３に接合する。この
時、回転ジョイント１１０の回転軸はパンタグラフ機構
１０１の第１接点１０４を通過し、回転ジョイント１１
１の回転軸はパンタグラフ機構１０２の第１接点１０５
を通過し、回転ジョイント１１２の回転軸はパンタグラ
フ機構１０３の第１接点１０６を通過するように各々の
回転ジョイントを配置する。First contact 104 of pantograph mechanism 101
Is joined to the link 107, the first contact 105 of the pantograph mechanism 102 is joined to the link 108, the first contact 106 of the pantograph mechanism 103 is joined to the link 109, and the link 107 has a rotary joint having a rotation axis in the z-axis direction. 1
10, the link 108 is joined to a rotary joint 111 having a rotary axis in the z-axis direction, the link 109 is joined to a rotary joint 112 having a rotary axis in the z-axis direction, the rotary joint 110, the rotary joint 111 and the rotary joint 110. The joint 112 is joined to the first link 113. At this time, the rotary shaft of the rotary joint 110 passes through the first contact 104 of the pantograph mechanism 101, and the rotary joint 11
The rotating shaft of No. 1 is the first contact 105 of the pantograph mechanism 102.
And each rotary joint is arranged so that the rotary shaft of the rotary joint 112 passes through the first contact 106 of the pantograph mechanism 103.
【００２６】第１リンク１１３をｘ軸方向に回転軸を持
つ回転モータ１１４の回転部に接合し、回転モータ１１
４のベース部をリンク１１５に接合し、リンク１１５を
ｙ軸方向に回転を持つ回転モータ１１６の回転部に接合
し、回転モータ１１６のベース部をリンク１１７に接合
し、リンク１１７をｚ軸方向に回転軸を持つ回転モータ
１１８の回転部に接合し、回転モータ１１８のベース部
をｘ方向に移動可能でアクチュエータ１２０によって駆
動される直動機構１１９に接合し、直動機構１１９をｙ
方向に移動可能でアクチュエータ１２２によって駆動さ
れる直動機構１２１に接合する。回転モータ１１４の回
転軸と回転モータ１１６の回転軸と回転モータ１１８の
回転軸は一点で交わるように配置する。The first link 113 is joined to the rotary portion of a rotary motor 114 having a rotary shaft in the x-axis direction, and the rotary motor 11
The base portion of No. 4 is joined to the link 115, the link 115 is joined to the rotating portion of the rotary motor 116 that rotates in the y-axis direction, the base portion of the rotary motor 116 is joined to the link 117, and the link 117 is joined in the z-axis direction. The rotary motor 118 having a rotating shaft is joined to the rotary portion of the rotary motor 118, the base portion of the rotary motor 118 is joined to the linear motion mechanism 119 which is movable in the x direction and driven by the actuator 120, and the linear motion mechanism 119 is coupled to the y direction.
It is joined to a linear motion mechanism 121 that is movable in a direction and is driven by an actuator 122. The rotary shaft of the rotary motor 114, the rotary shaft of the rotary motor 116, and the rotary shaft of the rotary motor 118 are arranged so as to intersect at one point.
【００２７】パンタグラフ機構１の第２接点１２３をリ
ンク１２６に接合し、パンタグラフ機構１０２の第２接
点１２４をリンク１２７に接合し、パンタグラフ機構１
０３の第２接点１２５をリンク１２８に接合し、リンク
１２６をｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント１２９
に接合し、リンク１２７をｚ軸方向に回転軸を持つ回転
軸ジョイント１３０に接合し、リンク１２８をｚ軸方向
に回転軸を持つ回転ジョイント１３１に接合し、回転ジ
ョイント１２９及び回転ジョイント１３０及び回転ジョ
イント１３１を第２リンク１３２に接合する。この時、
回転ジョイント１２９の回転軸はパンタグラフ機構１０
１の第２接点１２３を通過し、回転ジョイント１３０の
回転軸はパンタグラフ機構１０２の第２接点１２４を通
過し、回転ジョイント１３１の回転軸はパンタグラフ機
構１０３の第１接点１２５を通過するように各々の回転
ジョイントを配置する。The second contact 123 of the pantograph mechanism 1 is joined to the link 126, and the second contact 124 of the pantograph mechanism 102 is joined to the link 127.
The second contact 125 of No. 03 is joined to the link 128, and the link 126 has a rotary joint 129 having a rotation axis in the z-axis direction.
, The link 127 is joined to the rotary shaft joint 130 having the rotary shaft in the z-axis direction, the link 128 is joined to the rotary joint 131 having the rotary shaft in the z-axis direction, the rotary joint 129, the rotary joint 130 and the rotary joint. The joint 131 is joined to the second link 132. At this time,
The rotary shaft of the rotary joint 129 is the pantograph mechanism 10.
1, so that the rotary shaft of the rotary joint 130 passes through the second contact 124 of the pantograph mechanism 102 and the rotary shaft of the rotary joint 131 passes through the first contact 125 of the pantograph mechanism 103. Place the revolute joint of.
【００２８】第２リンク１３２をｘ軸方向に回転軸を持
つ回転モータ１３３の回転に接合し、回転モータ１３３
のベース部をリンク１３４に接合し、リンク１３４をｙ
軸方向に回転軸を持つ回転モータ１３５の回転部に接合
し、回転モータ１３５のベース部をリンク１３６に接合
し、リンク１３６をｚ軸方向に回転軸を持つ回転モータ
１３７の回転部に接合し、回転モータ１３７のベース部
をｚ方向に移動可能でアクチュエータ１３９によって駆
動される直動機構１３８に接合する。回転モータ１３３
の回転軸と回転モータ１３５の回転軸と回転モータ１３
７の回転軸は一点で交わるように配置する。The second link 132 is joined to the rotation of the rotary motor 133 having a rotary shaft in the x-axis direction, and the rotary motor 133
Join the base part of the to the link 134,
The rotary motor 135 having the rotary shaft in the axial direction is joined to the rotary portion, the base portion of the rotary motor 135 is joined to the link 136, and the link 136 is joined to the rotary portion of the rotary motor 137 having the rotary shaft in the z-axis direction. The base portion of the rotary motor 137 is joined to the linear motion mechanism 138 that is movable in the z direction and is driven by the actuator 139. Rotary motor 133
Rotating shaft and rotating motor 135 rotating shaft and rotating motor 13
The rotation axes of 7 are arranged so as to intersect at one point.
【００２９】パンタグラフ機構１の第３接点１４０をリ
ンク１４３に接合し、パンタグラフ機構１０２の第３接
点１４１をリンク１４４に接合し、パンタグラフ機構１
０３の第３接点１４２をリンク１４５に接合し、リンク
１４３をｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント１４６
に接合い、リンク１４４をｚ軸方向に回転軸を持つ回転
ジョイント１４７に接合し、リンク１４５をｚ軸方向に
回転軸を持つ回転ジョイント１４８に接合し、回転ジョ
イント１４６及び回転ジョイント１４７及び回転ジョイ
ント１４８をハンドリンク１４９に接合し、ハンドリン
ク１４９にハンド１５０を接合する。The third contact 140 of the pantograph mechanism 1 is joined to the link 143, and the third contact 141 of the pantograph mechanism 102 is joined to the link 144.
The third contact 142 of No. 03 is joined to the link 145, and the link 143 has a rotary joint 146 having a rotation axis in the z-axis direction.
, The link 144 is joined to a rotary joint 147 having a rotary axis in the z-axis direction, the link 145 is joined to a rotary joint 148 having a rotary axis in the z-axis direction, the rotary joint 146, the rotary joint 147 and the rotary joint. 148 is joined to the hand link 149, and the hand 150 is joined to the hand link 149.
【００３０】回転モータ１１４及び回転モータ１１６及
び回転モータ１１８の３つの回転軸の交点とパンタグラ
フ機構１０１の第１接点１０４とパンタグラフ機構１０
２の第１接点１０５とパンタグラフ機構１０３の第１接
点１０６とで形成される三角錐、並びに回転モータ１３
３及び回転モータ１３５及び回転モータ１３７の３つの
回転軸の交点とパンタグラフ機構１０１の第２接点１２
３とパンタグラフ機構１０２の第２接点１２４とパンタ
グラフ機構１０３の第２接点１２５とで形成される三角
錐並びにハンド１５０とパンタグラフ機構１０１の第３
接点１４０とパンタグラフ機構１０２の第３接点１４１
とパンタグラフ機構１０３の第３接点１４２とで形成さ
れる三角錐は、全て合同で、平行移動によって重ね合わ
せ可能な姿勢にあるように各々モータ及び第１リンク１
１３、第２リンク１３２、ハンドリンク１４９を配置す
る。The intersection of the three rotary axes of the rotary motor 114, the rotary motor 116, and the rotary motor 118, the first contact 104 of the pantograph mechanism 101, and the pantograph mechanism 10.
The second pyramid formed by the first contact 105 of the second and the first contact 106 of the pantograph mechanism 103, and the rotary motor 13
3 and the rotary motor 135 and the rotary motor 137, and the second contact point 12 of the pantograph mechanism 101.
3 and the second contact point 124 of the pantograph mechanism 102 and the second contact point 125 of the pantograph mechanism 103, and the hand 150 and the third point of the pantograph mechanism 101.
Contact 140 and third contact 141 of pantograph mechanism 102
The triangular pyramids formed by the third contact point 142 of the pantograph mechanism 103 are all congruent, and each of them has a posture such that they can be superposed by parallel movement.
13, the second link 132, and the hand link 149 are arranged.
【００３１】以上で構成されるマニピュレータでは、ハ
ンド１５０のｘ軸回りの回転角φx1 5 0 は回転モータ
１１４の回転角ｑ1 1 4 及び回転モータ１３３の回転角
ｑ13 3 によって、以下の式にしたがって制御される。In the manipulator constructed as described above, the rotation angle φ x 150 of the hand 150 about the x-axis is calculated by the following equation based on the rotation angle q 1 14 of the rotation motor 114 and the rotation angle q 13 3 of the rotation motor 133. Controlled according to.
【００３２】φx 1 5 0 ＝ｑ1 4 4 ＝ｑ1 3 3 ただし、回転モータ１１４の回転角ｑ1 4 4 及び回転モ
ータ１３３の回転角ｑ13 3 は常に等しくなるように制
御する。ハンド１５０のｙ軸回りの回転角φy 15 0 は
回転モータ１１６の回転角ｑ1 1 6 及び回転モータ１３
５の回転角ｑ1 35 によって、以下の式にしたがって制
御される。Φ x 150 0 = q 1 4 4 = q 1 3 3 However, the rotation angle q 1 4 4 of the rotary motor 114 and the rotation angle q 13 3 of the rotary motor 133 are controlled to be always equal. The rotation angle φ y 15 0 of the hand 150 about the y-axis is the rotation angle q 1 16 of the rotation motor 116 and the rotation motor 13
The rotation angle q 1 35 of 5 is controlled according to the following equation.
【００３３】φy 1 5 0 ＝ｑ1 1 6 ＝ｑ1 3 5 ただし、回転モータ１１６の回転角ｑ1 1 6 及び回転モ
ータ１３５の回転角ｑ13 5 は常に等しくなるように制
御する。ハンド１５０のｚ軸回り回転角φz 1 50 は回
転モータ１１８の回転角ｑ1 1 8 及び回転モータ１３７
の回転角ｑ1 3 7によって、以下の式にしたがって制御
される。Φ y 150 = q 1 16 = q 1 3 5 However, the rotation angle q 1 16 of the rotary motor 116 and the rotation angle q 13 5 of the rotary motor 135 are controlled to be always equal. Z-axis rotation angle phi z 1 50 of the hand 150 rotation angle q 1 1 8 and the rotating motor 137 of the rotary motor 118
It is controlled according to the following equation by the rotation angle q 1 37.
【００３４】φz 1 5 0 ＝ｑ1 1 8 ＝ｑ1 3 7 ただし、回転モータ１１８の回転角ｑ1 1 8 及び回転モ
ータ１３７の回転角ｑ13 7 は常に等しくなるように制
御する。ハンド１５０のｘ軸方向移動量ｐx 1 50 は直
動機構１１９の移動量ｑ1 1 9 によって以下の式に従っ
て制御される。Φ z 150 0 = q 1 18 = q 1 3 7 However, the rotation angle q 1 18 of the rotary motor 118 and the rotation angle q 13 7 of the rotary motor 137 are controlled to be always equal. The movement amount p x 150 of the hand 150 in the x-axis direction is controlled by the movement amount q 1 19 of the linear motion mechanism 119 according to the following equation.
【００３５】ｐx 1 5 0 ＝ｒx ｑ1 1 9 ただし、ｒx はパンタグラフの形状から決まる比例係数
である。ハンド１５０のｙ軸方向移動量ｐy 1 5 0 は直
動機構１２１の移動量ｑ1 2 1 によって以下の式に従っ
て制御される。P x 150 0 = r x q 1 1 9 where r x is a proportional coefficient determined from the shape of the pantograph. The movement amount p y 150 of the hand 150 in the y-axis direction is controlled by the movement amount q 1 21 of the linear motion mechanism 121 according to the following equation.
【００３６】ｐy 1 5 0 ＝ｒy 1 2 1 ただし、ｒy はパンタグラフの形状から決まる比例係数
である。ハンド１５０ｚ軸方向移動量ｐz 1 5 0 は直動
機構１３８の移動量ｑ1 3 8 によって以下の式に従って
制御される。 ｐz 1 5 0 ＝ｒz ｑ1 3 8 ただし、ｒz はパンタグラフの形状から決まる比例係数
である。Py 150= Ry 1 2 1 Where ryIs the proportional coefficient determined by the shape of the pantograph
Is. Hand 150 z-axis movement amount pz 150Is a direct move
Movement amount q of mechanism 1381 3 8According to the following formula
Controlled. pz 150= Rzq1 3 8 Where rzIs the proportional coefficient determined by the shape of the pantograph
Is.
【００３７】従って、ベース部の設定された回転モータ
１１４及び回転モータ１１６及び回転モータ１１８及び
回転モータ１３３及び回転モータ１３５及び回転モータ
１３７及びアクチュエータ１２０及びアクチュエータ１
２２及びアクチュエータ１３９によってハンド部のｘ、
ｙ、ｚ軸回りの回転角及びｘ、ｙ、ｚ方向移動量を軸間
の干渉なく制御可能なマニピュレータ機構が得られる。Therefore, the rotary motor 114, the rotary motor 116, the rotary motor 118, the rotary motor 133, the rotary motor 135, the rotary motor 137, the actuator 120, and the actuator 1 in which the base portion is set.
22 and the actuator 139, the x of the hand portion,
A manipulator mechanism capable of controlling the rotation angle around the y and z axes and the movement amounts in the x, y and z directions without interference between the axes can be obtained.
【００３８】図２に本発明におけるパンタグラフ機構の
第２の実施例を示す。同じリンク長の２つのパンタグラ
フ機構２０１及び２０２を配置する。このとき、パンタ
グラフ機構２０１の第１接点２０３及びパンタグラフ機
構２０２の第１接点２０４のなす線分と、パンタグラフ
機構２０１の第２接点２１６及びパンタグラフ機構２０
２の第２接点２１７のなす線分と、パンタグラフ機構２
０１の第３接点２３１及びパンタグラフ機構２０２の第
３接点２３２のなす線分とが、全て同じ長さで、平行な
位置関係にあるように配置する。FIG. 2 shows a second embodiment of the pantograph mechanism according to the present invention. Two pantograph mechanisms 201 and 202 having the same link length are arranged. At this time, the line segment formed by the first contact 203 of the pantograph mechanism 201 and the first contact 204 of the pantograph mechanism 202, the second contact 216 of the pantograph mechanism 201, and the pantograph mechanism 20.
The line segment formed by the second second contact 217 and the pantograph mechanism 2
The third contact point 231 of No. 01 and the line segment formed by the third contact point 232 of the pantograph mechanism 202 have the same length and are arranged in a parallel positional relationship.
【００３９】パンタグラフ機構２０１の第１接点２０３
にリンク２０５を接合、パンタグラフ機構２０２の第１
接点２０４にリンク２０６を接合する、リンク２０５に
ｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント２０７を接合、
リンク２０６にｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント
２０８を接合、回転ジョイント２０７と回転ジョイント
２０８を第１リンク２０９で接合する。このとき、回転
ジョイント２０７の回転軸はパンタグラフ機構２０１の
第１接点２０３を通過し、回転ジョイント２０８の回転
軸はパンタグラフ機構２０２の第１接点２０４を通過す
るよう各々の回転ジョイントを設置する。First contact 203 of pantograph mechanism 201
The link 205 is joined to the first of the pantograph mechanism 202.
A link 206 is joined to the contact point 204, a rotary joint 207 having a rotation axis in the z-axis direction is joined to the link 205,
A rotary joint 208 having a rotary axis in the z-axis direction is joined to the link 206, and the rotary joint 207 and the rotary joint 208 are joined by a first link 209. At this time, each rotary joint is installed such that the rotary shaft of the rotary joint 207 passes through the first contact 203 of the pantograph mechanism 201 and the rotary shaft of the rotary joint 208 passes through the first contact 204 of the pantograph mechanism 202.
【００４０】第１リンク２０９をｘ軸方向に回転軸を持
つ回転モータ２１０の回転部に接合、回転モータ２１０
のベースをリンク２１１に接合、リンク２１１をｚ方向
に回転軸を持つ回転モータ２１２の回転部に接合、回転
モータ２１２をリンク２１３に接合、リンク２１３をｘ
方向に移動可能でアクチュエータ２１５によって駆動さ
れる直動機構２１４に接合する。この時、回転モータ２
１２の回転軸と回転モータ２１０の回転軸が一点で交わ
るようにそれぞれのモータを配置する。The first link 209 is joined to the rotary portion of the rotary motor 210 having a rotary shaft in the x-axis direction.
The base of the above is joined to the link 211, the link 211 is joined to the rotating portion of the rotary motor 212 having a rotation axis in the z direction, the rotary motor 212 is joined to the link 213, and the link 213 is x
It is joined to a linear motion mechanism 214 which is movable in a direction and is driven by an actuator 215. At this time, the rotary motor 2
The respective motors are arranged so that the rotation axis of 12 and the rotation axis of the rotation motor 210 intersect at one point.
【００４１】パンタグラフ機構２０１の第２接点２１６
にリンク２１８を接合、パンタグラフ２０２の第２接点
２１７にリンク２１９を接合、リンク２１８をｚ軸方向
に回転軸を持つ回転ジョイント２２０に接合、リンク２
１９をｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント２２１に
接合、回転ジョイント２２０及び回転ジョイント２２１
を第２リンク２２２で接合する。このとき、回転ジョイ
ント２２０の回転軸はパンタグラフ機構２０１の第２接
点２１６を通過し、回転ジョイント２２１の回転軸はパ
ンタグラフ機構２０２の第２接点２１７を通過するよう
に各々の回転ジョイントを設置する。Second contact 216 of pantograph mechanism 201
The link 218 to the pantograph 202, the link 219 to the second contact 217 of the pantograph 202, the link 218 to the rotary joint 220 having a rotation axis in the z-axis direction, the link 2
19 is joined to a rotary joint 221 having a rotary axis in the z-axis direction, a rotary joint 220 and a rotary joint 221.
Are joined by the second link 222. At this time, each rotary joint is installed such that the rotary shaft of the rotary joint 220 passes through the second contact 216 of the pantograph mechanism 201 and the rotary shaft of the rotary joint 221 passes through the second contact 217 of the pantograph mechanism 202.
【００４２】第２リンク２２２をｘ軸方向に回転軸を持
つ回転モータ２２３の回転部に接合、回転モータ２２３
のベース部をリンク２２４に接合、リンク２２４をｚ軸
方向に回転軸を持つ回転モータ２２５の回転部に接合、
回転モータ２２５のベース部をリンク２２６に接合、リ
ンク２２６をｚ軸方向に移動可能でアクチュエータ２２
８によて駆動される直動機構２２７に接合、直動機構２
２７をｙ方向い移動可能でアクチュエータ２３０によっ
て駆動される直動機構２２９に接合する。この時、回転
モータ２３２の回転軸モータ２２５の回転軸が一点で交
わるようにそれぞれのモータ配置する。The second link 222 is joined to the rotary portion of the rotary motor 223 having a rotary shaft in the x-axis direction, and the rotary motor 223 is attached.
The base portion of the link 224 is joined to the link 224, the link 224 is joined to the rotary portion of the rotary motor 225 having a rotary shaft in the z-axis direction,
The base portion of the rotary motor 225 is joined to the link 226, the link 226 is movable in the z-axis direction, and the actuator 22
To the linear motion mechanism 227 driven by
27 is joined to a linear motion mechanism 229 which is movable in the y direction and driven by an actuator 230. At this time, the respective motors are arranged so that the rotary shafts of the rotary shaft motor 225 of the rotary motor 232 intersect at one point.
【００４３】パンタグラフ機構２０１の第３接点２３１
にリンク２３３を接合、パンタグラフ機構２０２の第３
接点２３２にリンク２３４を接合、リンク２３３にｚ軸
方向に回転軸を持つ回転ジョイント２３５を接合、リン
ク２３４にｚ軸方向に回転軸を持つ回転ジョイント２３
６を接合、回転ジョイント２３５及び回転ジョイント２
３６をハンドリンク２３７で接合、ハンドリンク２３７
にハンド２３８を接合する。 回転モータ２１０及び回
転モータ２１２の二つの回転軸の交点とパンタグラフ機
構２０１の第１接点２０３とパンタグラフ機構２０２の
第１接点２０４のなす三角形、並びに回転モータ２２３
及び回転モータ２２５の二つの回転軸の交点とパンタグ
ラフ機構２０１の第２接点２１６とパンタグラフ機構２
０２の第２接点２１７のなす三角形、並びにハンド２３
８とパンタグラフ機構２０１の第１接点２０３とパンタ
グラフ機構２０２の第１接点２０４のなす三角形が全て
合同で、平行移動によって互いに重ねあわすことが可能
なように各々のモータ配置する。また、ｘ軸回転のモー
タの軸線上にハンドとリンクの接点があるようにハンド
部を配置する。Third contact 231 of pantograph mechanism 201
The link 233 is joined to the third part of the pantograph mechanism 202.
A link 234 is joined to the contact point 232, a rotary joint 235 having a rotary axis in the z-axis direction is joined to the link 233, and a rotary joint 23 having a rotary axis in the z-axis direction is joined to the link 234.
6 is joined, the rotary joint 235 and the rotary joint 2
36 is joined with the hand link 237, the hand link 237
The hand 238 is joined to. The intersection of the two rotation axes of the rotary motor 210 and the rotary motor 212, the triangle formed by the first contact 203 of the pantograph mechanism 201 and the first contact 204 of the pantograph mechanism 202, and the rotary motor 223.
And the intersection of the two rotation axes of the rotary motor 225, the second contact 216 of the pantograph mechanism 201, and the pantograph mechanism 2.
02 second contact point 217 and the hand 23
8 and the first contact point 203 of the pantograph mechanism 201 and the first contact point 204 of the pantograph mechanism 202 are all congruent, and the respective motors are arranged so that they can overlap each other by parallel movement. Further, the hand unit is arranged so that the contact point between the hand and the link is on the axis of the x-axis rotating motor.
【００４４】以上の構成によるマニピュレータでは、ハ
ンド２３８のｘ軸回りの回転角φx2 3 8 は回転モータ
２１０の回転角ｑ2 1 0 及び回転モータ２２３の回転角
ｑ22 3 によって、以下の式にしたがって制御される。[0044] In a manipulator according to the above structure, x of axis rotation angle phi x2 3 8 hand 238 by the rotation angle q 22 3 of the rotation angle q 2 1 0 and the rotation motor 223 for rotating the motor 210, the following equation Therefore controlled.
【００４５】φx 2 3 8 ＝ｑ2 1 0 ＝ｑ2 2 3 ただし、回転モータ２１０の回転角ｑ2 1 0 及び回転モ
ータ２２３の回転角ｑ2 2 3 は常に等しくなるように制
御する。ハンド２３８のｚ軸回りの回転角φz2 3 8 は
回転モータ２１２の回転角ｑ2 1 2 及び回転モータ２２
５の回転角ｑ22 5 によって、以下の式にしたがって制
御される。Φ x 2 3 8 = q 2 1 0 = q 2 2 3 However, the rotation angle q 2 1 0 of the rotary motor 210 and the rotation angle q 2 2 3 of the rotary motor 223 are controlled to be always equal. The rotation angle φ z2 3 8 of the hand 238 about the z-axis is the rotation angle q 2 1 2 of the rotation motor 212 and the rotation motor 22.
The rotation angle q 22 5 of 5 controls according to the following formula.
【００４６】φz 2 3 8 ＝ｑ2 1 2 ＝ｑ2 2 5 ただし、回転モータ２１２の回転角ｑ2 1 2 及び回転モ
ータ２２５の回転角ｑ22 5 は常に等しくなるように制
御する。ハンド２３８ｘ軸方向移動量ｐx 2 3 8は直動
機構２１４の移動量ｑ2 1 4 によって以下の式に従って
制御される。Φ z 2 3 8 = q 2 1 2 = q 2 2 5 However, the rotation angle q 2 1 2 of the rotary motor 212 and the rotation angle q 22 5 of the rotary motor 225 are controlled to be always equal. The movement amount p x 2 3 8 of the hand 238 in the x- axis direction is controlled by the movement amount q 2 14 of the linear motion mechanism 214 according to the following equation.
【００４７】ｐx 2 3 8 ＝ｒx ｑ2 1 4 ただし、ｒx はパンタグラフの形状から決まる比例係数
である。ハンド２３８のｙ軸方向移動量ｐy 2 3 8 は直
動機構２２９の移動量ｑ2 2 9 によって以下の式に従っ
て制御される。P x 2 3 8 = r x q 2 1 4 where r x is a proportional coefficient determined from the shape of the pantograph. The movement amount p y 2 3 8 of the hand 238 in the y-axis direction is controlled by the movement amount q 2 29 of the linear motion mechanism 229 according to the following equation.
【００４８】ｐy 2 3 8 ＝ｒy ｑ2 2 9 ただし、ｒy はパンタグラフの形状から決まる比例係数
である。ハンド２３８のｚ軸方向移動量ｐz 2 3 8 は直
動機構２２７の移動量ｑ2 2 7 によって以下の式に従っ
て制御される。P y 2 3 8 = r y q 2 2 9 However, r y is a proportional coefficient determined from the shape of the pantograph. Z-axis direction moving amount p z 2 3 8 hand 238 is controlled according to the following equation by the movement amount q 2 2 7 of the linear motion mechanism 227.
【００４９】ｐz 2 3 8 ＝ｒz ｑ2 2 7 ただし、ｒz パンタグラフの形状から決まる比例係数で
ある。P z 2 3 8 = r z q 2 2 7 However, it is a proportional coefficient determined from the shape of the r z pantograph.
【００５０】以上によってパンタグラフ機構のベース部
に設定された回転モータ２１０及び回転モータ２１２及
び回転モータ及び２２３及び回転モータ２２５及びアク
チュエータ２１５及びアクチュエータ２２８及びアクチ
ュエータ２３０によってハンド部のｘ、ｚ軸回りの回転
角ｘ、ｙ、ｚ方向移動量を軸間の干渉なく制御可能なマ
ニピュレータ機構が得られる。Rotation of the hand portion around the x and z axes by the rotary motor 210, the rotary motor 212, the rotary motor 223, the rotary motor 225, the actuator 215, the actuator 228, and the actuator 230 set on the base portion of the pantograph mechanism as described above. A manipulator mechanism capable of controlling the movement amounts in the angles x, y, and z directions without interference between axes is obtained.
【００５１】上記の、本発明の第１実施例及び第２の実
施例において、ｘ軸方向の直動機構及びｙ軸方向の直動
機構及びｚ軸方向の直動機構の各々を、パンタグラフの
第１リンクの側、或いは第２リンクの側の、どちらの側
に、どの組み合わせで配置しても同様の効果が得られる
ことは明らかである。さらには第１リンクあるいは第２
リンクの側の一方にｘ、ｙ、ｚ軸方向の直動機構を集中
させ、他方を固定させた配置をとってもよい。In the above-described first and second embodiments of the present invention, each of the x-axis direction linear motion mechanism, the y-axis direction linear motion mechanism, and the z-axis direction linear motion mechanism is a pantograph. It is obvious that the same effect can be obtained by arranging either side of the first link side or the second link side in any combination. Furthermore, the first link or the second
The linear movement mechanism in the x-, y-, and z-axis directions may be concentrated on one side of the link and the other may be fixed.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上説明したように本発明では、平行に
設定された複数のパンタグラフ機構を用いることによ
り、床面固定部に設置されたアクチュエータで手先位置
のみならず姿勢をも制御することが可能なマニピュレー
タを実現する。従来のパンタグラフ機構で手先姿勢を制
御しようとすると、姿勢制御アクチュエーア・機構をパ
ンタグラフ機構の先端に取り付けねばならず、機構部が
複雑になり、ハンド部での可搬重量も減るため、パンタ
グラフ機構を使うことの有利性が失われた。As described above, according to the present invention, by using a plurality of pantograph mechanisms set in parallel, it is possible to control not only the hand position but also the posture by the actuator installed in the floor surface fixing portion. Realize possible manipulators. When trying to control the hand posture with the conventional pantograph mechanism, the posture control actuator / mechanism must be attached to the tip of the pantograph mechanism, which complicates the mechanism part and reduces the weight that can be carried by the hand part. The advantage of using it has been lost.
【００５３】これに対して、本発明では床面固定部に設
置されたアクチュエータでハンドの位置・姿勢を制御す
るため、従来のパンタグラフ機構に比してアクチュエー
タの負荷が少なくて済み、また、ハンド姿勢のキネマテ
ィックス演算も容易となる。ハンド部の移動については
平行移動と回転移動が別々のアクチュエータによって制
御されるため、機構学的・力学的な干渉も少なくて済
む。On the other hand, according to the present invention, since the position / posture of the hand is controlled by the actuator installed on the floor surface fixing portion, the load on the actuator is smaller than that of the conventional pantograph mechanism, and the hand can be used. Kinematics calculation of posture becomes easy. With respect to the movement of the hand part, since parallel movement and rotational movement are controlled by separate actuators, mechanical and mechanical interference can be reduced.
【図１】本発明によるマニピュレータの第１実施例を説
明する図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a first embodiment of a manipulator according to the present invention.
【図２】本発明によるマニピュレータの第２実施例を説
明する図である。FIG. 2 is a diagram illustrating a second embodiment of the manipulator according to the present invention.
【図３】パンタグラフ機構を説明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a pantograph mechanism.
【図４】従来のパンタグラフ機構を用いたマニピュレー
タを説明する図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a manipulator using a conventional pantograph mechanism.
１０１ パンタグラフ機構 １０２ パンタグラフ機構 １０３ パンタグラフ機構 １０４ 第１接点 １０５ 第１接点 １０６ 第１接点 １０７ リンク １０８ リンク １０９ リンク １１０ 回転ジョイント １１１ 回転ジョイント １１２ 回転ジョイント １１３ 第１リンク １１４ 回転モータ １１５ リンク １１６ 回転モータ １１７ リンク １１８ 回転モータ １１９ 直動機構 １２０ アクチュエータ １２１ 直動機構 １２２ アクチュエータ １２３ 第２接点 １２４ 第２接点 １２５ 第２接点 １２６ リンク １２７ リンク １２８ リンク １２９ 回転ジョイント １３０ 回転ジョイント １３１ 回転ジョイント １３２ 第２リンク １３３ 回転モータ １３４ リンク １３５ 回転モータ １３６ リンク １３７ 回転モータ １３８ 直動機構 １３９ アクチュエータ １４０ 第３接点 １４１ 第３接点 １４２ 第３接点 １４３ リンク １４４ リンク １４５ リンク １４６ 回転ジョイント １４７ 回転ジョイント １４８ 回転ジョイント １４９ ハンドリンク １５０ ハンド ２０１ パンタグラフ機構 ２０２ パンタグラフ機構 ２０３ 第１接点 ２０４ 第１接点 ２０５ リンク ２０６ リンク ２０７ 回転ジョイント ２０８ 回転ジョイント ２０９ 第１リンク ２１０ 回転モータ ２１１ リンク ２１２ 回転モータ ２１３ リンク ２１４ 直動機構 ２１５ アクチュエータ ２１６ 第２接点 ２１７ 第２接点 ２１８ リンク ２１９ リンク ２２０ 回転ジョイント ２２１ 回転ジョイント ２２２ 第２リンク ２２３ 回転モータ ２２４ リンク ２２５ 回転モータ ２２６ リンク ２２７ 直動機構 ２２８ アクチュエータ ２２９ 直動機構 ２３０ アクチュエータ ２３１ 第３接点 ２３２ 第３接点 ２３３ リンク ２３４ リンク ２３５ 回転ジョイント ２３６ 回転ジョイント ２３７ ハンドリンク ２３８ ハンド ３０１ リンク ３０２ リンク ３０３ リンク ３０４ リンク ３０５ 回転ジョイント ３０６ 回転ジョイント ３０７ 回転ジョイント ３０８ 回転ジョイント ３０９ 回転ジョイント ３１０ 回転ジョイント ３１１ 第３接点 ４０１ パンタグラフ機構 ４０２ 第１接点 ３０４ 回転ジョイント ４０４ 直動機構 ４０５ 第２接点 ４０６ 回転ジョイント ４０７ 直動機構 ４０８ 直動機構 ４０９ 第３接点 101 pantograph mechanism 102 pantograph mechanism 103 pantograph mechanism 104 first contact point 105 first contact point 106 first contact point 107 link 108 link 109 link 110 rotary joint 111 rotary joint 112 rotary joint 113 first link 114 rotary motor 115 link 116 rotary motor 117 link 118 rotary motor 119 direct drive mechanism 120 actuator 121 direct drive mechanism 122 actuator 123 second contact point 124 second contact point 125 second contact point 126 link 127 link 128 link 129 rotary joint 130 rotary joint 131 rotary joint 132 second link 133 rotary motor 134 Link 135 Rotation motor 136 Link 137 Rotation motor 138 Linear motion mechanism 139 Actuator 140 third contact point 141 third contact point 142 third contact point 143 link 144 link 145 link 146 rotary joint 147 rotary joint 148 rotary joint 149 hand link 150 hand 201 pantograph mechanism 202 pantograph mechanism 203 first contact point 204 first contact point 205 link 206 link 207 rotary joint 208 rotary joint 209 first link 210 rotary motor 211 link 212 rotary motor 213 link 214 direct acting mechanism 215 actuator 216 second contact point 217 second contact point 218 link 219 link 220 rotary joint 221 rotary joint 222 second link 223 rotary motor 224 link 225 rotary motor 226 link 227 linear motion mechanism 228 actuator 29 Linear Motion Mechanism 230 Actuator 231 Third Contact 232 Third Contact 233 Link 234 Link 235 Rotating Joint 236 Rotating Joint 237 Hand Link 238 Hand 301 Link 302 Link 303 Link 304 Link 305 Rotating Joint 306 Rotating Joint 307 Rotating Joint 308 Rotating Joint 309 Revolving joint 310 Revolving joint 311 Third contact 401 Pantograph mechanism 402 First contact 304 Revolving joint 404 Direct acting mechanism 405 Second contact 406 Revolving joint 407 Direct acting mechanism 408 Direct acting mechanism 409 Third contact
Claims (1)
フ機構と、 前記複数パンタグラフ機構の出力部に、複数回転ジョイ
ントと複数リンクを介して前記複数パンタグラフ機構を
結ぶハンドリンクと、 前記ハンドリンクに接続されたハンドと、 前記複数パンタグラフ機構のそれぞれの第１駆動入力部
に複数回転ジョイントと複数リンクを介して前記複数パ
ンタグラフ機構を結ぶ第１リンクと、 前記複数パンタグラフ機構のそれぞれの第２駆動入力部
に複数回転ジョイントと複数リンクを介して前記複数パ
ンタグラフ機構を結ぶ第２リンクと、 ハンドの姿勢を制御する各軸のモータ間の配置が各々の
回転軸が１点で垂直に交わり、各軸のモータの位置は前
記第１リンク下部の前記第２のリンク下部で同じ配置を
取り、前記第１リンクと前記第２リンクに接続される２
つのハンド姿勢制御部と、 前記ハンド姿勢制御部の下部にハンドの位置制御を行う
複数アクチュエータとを有することを特徴とするマニピ
ュレータ。1. A plurality of pantograph mechanisms arranged in parallel to each other, a hand link connecting the plurality of pantograph mechanisms to a plurality of rotary joints and a plurality of links at an output section of the plurality of pantograph mechanisms, and the hand link. A hand, a first link connecting the plurality of pantograph mechanisms to each first drive input section of the plurality of pantograph mechanisms via a plurality of rotary joints and a plurality of links, and a second drive input section of each of the plurality of pantograph mechanisms. The arrangement between the second link connecting the plurality of pantograph mechanisms via the plurality of rotary joints and the plurality of links and the motors of the respective axes for controlling the posture of the hand is such that the respective rotary axes intersect vertically at one point, and the motors of the respective axes are arranged. The position of is the same as that of the second link lower part of the first link lower part, 2, which is connected to the link
A manipulator, comprising: one hand posture control unit; and a plurality of actuators that control the position of the hand below the hand posture control unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162693A JPH08373B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5162693A JPH08373B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | manipulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262554A true JPH06262554A (en) | 1994-09-20 |
| JPH08373B2 JPH08373B2 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=12892072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5162693A Expired - Fee Related JPH08373B2 (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | manipulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08373B2 (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006022231A1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-02 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Articulated robot |
| JP2007030137A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tokyo Institute Of Technology | Micromanipulator |
| CN108524197A (en) * | 2018-05-08 | 2018-09-14 | 合肥工业大学 | A kind of healing hand function finger joint training device |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5162693A patent/JPH08373B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2006022231A1 (en) * | 2004-08-25 | 2006-03-02 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Articulated robot |
| US7814811B2 (en) | 2004-08-25 | 2010-10-19 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Articulated robot |
| JP2007030137A (en) * | 2005-07-29 | 2007-02-08 | Tokyo Institute Of Technology | Micromanipulator |
| CN108524197A (en) * | 2018-05-08 | 2018-09-14 | 合肥工业大学 | A kind of healing hand function finger joint training device |
| CN108524197B (en) * | 2018-05-08 | 2023-10-31 | 合肥工业大学 | Finger joint training device for hand function rehabilitation |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08373B2 (en) | 1996-01-10 |
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