JPH0635118B2 - バランス装置 - Google Patents
バランス装置Info
- Publication number
- JPH0635118B2 JPH0635118B2 JP1045069A JP4506989A JPH0635118B2 JP H0635118 B2 JPH0635118 B2 JP H0635118B2 JP 1045069 A JP1045069 A JP 1045069A JP 4506989 A JP4506989 A JP 4506989A JP H0635118 B2 JPH0635118 B2 JP H0635118B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- auxiliary
- axis
- movable member
- force
- arm
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0008—Balancing devices
- B25J19/0016—Balancing devices using springs
-
- 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
- F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
- F16F15/00—Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
- F16F15/28—Counterweights, i.e. additional weights counterbalancing inertia forces induced by the reciprocating movement of masses in the system, e.g. of pistons attached to an engine crankshaft; Attaching or mounting same
-
- 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
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Testing Of Balance (AREA)
- Constituent Portions Of Griding Lathes, Driving, Sensing And Control (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、バランス装置、より詳細に云うと、軸線、特
に水平方向の軸線を中心に回転するようにヒンジ結合さ
れたロボットアームに作用する力、特に重量をバランス
させるバランス装置に関する。
に水平方向の軸線を中心に回転するようにヒンジ結合さ
れたロボットアームに作用する力、特に重量をバランス
させるバランス装置に関する。
（従来の技術および発明が解決しようとする課題） 水平な軸線を中心に回転するようにヒンジ結合された(h
inged)ロボットアームに重力によって加えられる偶力(c
ouples) を補償するための、この種のバランス装置(bal
ancing device)は公知である。このような構成によれ
ば、アーム駆動部材のエネルギは、アームを駆動するた
めにのみ使用される。
inged)ロボットアームに重力によって加えられる偶力(c
ouples) を補償するための、この種のバランス装置(bal
ancing device)は公知である。このような構成によれ
ば、アーム駆動部材のエネルギは、アームを駆動するた
めにのみ使用される。
先行技術に係るバランス装置は、重力による偶力が、垂
直方向に対するロボットアームの角度位置の関数として
変化するので、かかる偶力を正確に補償することができ
ないという重大な欠点を持っている。
直方向に対するロボットアームの角度位置の関数として
変化するので、かかる偶力を正確に補償することができ
ないという重大な欠点を持っている。
重力をバランスさせ、かつ、このような欠点を除去する
ようにした装置が、公告番号第2 565 153 号のもとで公
告されたフランス特許第84 08383号に記載されている。
ようにした装置が、公告番号第2 565 153 号のもとで公
告されたフランス特許第84 08383号に記載されている。
上記特許に記載のバランス装置は、ロボットアームの軸
線と平行をなす第２の軸線を中心にヒンジ結合された剛
性のある補助部を備えており、該補助部は、第２の軸線
の両側に延びかつ該軸線を中心に対称に配置された端部
を有する２本の横アームを備えている。該端部は並進動
し(move intranslation)かつ最初の位置の方向に作用す
る復帰力を受ける部材の直線部分と当接する (bearagai
nst)ようになっており、上記復帰力は、上記した最初の
位置と可動部材が占める位置との間の距離に比例する。
更に、このバランス装置は、ロボットアームの角速度(a
ngular speed)の半分に等しい絶対値を有する角速度で
第２の軸線を中心に上記した補助部を回転させる手段を
備えている。
線と平行をなす第２の軸線を中心にヒンジ結合された剛
性のある補助部を備えており、該補助部は、第２の軸線
の両側に延びかつ該軸線を中心に対称に配置された端部
を有する２本の横アームを備えている。該端部は並進動
し(move intranslation)かつ最初の位置の方向に作用す
る復帰力を受ける部材の直線部分と当接する (bearagai
nst)ようになっており、上記復帰力は、上記した最初の
位置と可動部材が占める位置との間の距離に比例する。
更に、このバランス装置は、ロボットアームの角速度(a
ngular speed)の半分に等しい絶対値を有する角速度で
第２の軸線を中心に上記した補助部を回転させる手段を
備えている。
この従来のバランス装置においては、ロボットアームが
垂直になっているときに、可動部材が復帰力を受けない
ように最初即ち当初の位置を占める前記した直線部分に
対し横アームの２つの端部が同時に当接する態様で角度
をなして組立てが行なわれ、復帰力と可動部材の変位の
大きさとの間の比例定数および第２の軸線と横アームの
端部との間の距離はバランスを確保するように選択され
る。
垂直になっているときに、可動部材が復帰力を受けない
ように最初即ち当初の位置を占める前記した直線部分に
対し横アームの２つの端部が同時に当接する態様で角度
をなして組立てが行なわれ、復帰力と可動部材の変位の
大きさとの間の比例定数および第２の軸線と横アームの
端部との間の距離はバランスを確保するように選択され
る。
このような従来の装置は、その角度位置に関係なくアー
ムを適正にバランスさせることができるが、幾つかの欠
点を有している。
ムを適正にバランスさせることができるが、幾つかの欠
点を有している。
先づ、従来の装置は、可動部材の並進動を確実に行なわ
せるために、正確な案内が必要となる。
せるために、正確な案内が必要となる。
更に、上記した最初の位置以外では、補助部により可動
部材の直線部分に加えられる支持力(bearing force)
が、可動部材のすべての位置に関して、可動部材の並進
軸線に対して相殺される。これは、特に可動部材が大き
い復帰力を受けるので、装置がジャミング(jamming) の
危険性を有することを意味する。更に、バランスさせよ
うとする力が増大すると、補助部の横アームを長くする
ことが必要となり、従って、相殺作用を更に高め、並進
動を行なう部材のジャミングの危険性を一層増大させる
ことになる。かくして、従来のバランス装置の構造で
は、装置がバランスさせることができる偶力の最大値が
制限を受けることになる。
部材の直線部分に加えられる支持力(bearing force)
が、可動部材のすべての位置に関して、可動部材の並進
軸線に対して相殺される。これは、特に可動部材が大き
い復帰力を受けるので、装置がジャミング(jamming) の
危険性を有することを意味する。更に、バランスさせよ
うとする力が増大すると、補助部の横アームを長くする
ことが必要となり、従って、相殺作用を更に高め、並進
動を行なう部材のジャミングの危険性を一層増大させる
ことになる。かくして、従来のバランス装置の構造で
は、装置がバランスさせることができる偶力の最大値が
制限を受けることになる。
更に、従来の装置には、復帰力を働かせるためには、作
用させる復帰力の増加に伴って、圧縮ばねのような部材
のサイズを大きくしなければならないという問題があ
る。
用させる復帰力の増加に伴って、圧縮ばねのような部材
のサイズを大きくしなければならないという問題があ
る。
従って、かかる従来の装置は特に嵩ばりが大きなり、ロ
ボットアームをはじめとする装置に収容するのが困難と
なり、容積の点から、使用上の制限を受けることがしば
しばある。
ボットアームをはじめとする装置に収容するのが困難と
なり、容積の点から、使用上の制限を受けることがしば
しばある。
更にまた、従来のバランス装置は、ロボットアームをバ
ランス装置に適合させるようにロボットアームに変更を
加えなければならないという問題がある。
ランス装置に適合させるようにロボットアームに変更を
加えなければならないという問題がある。
従って、本発明の目的は、上記したフランス特許に記載
されているタイプのバランス装置であって、従来技術の
上記問題点を解決することができるバランス装置を提供
することにある。
されているタイプのバランス装置であって、従来技術の
上記問題点を解決することができるバランス装置を提供
することにある。
本発明の別の目的は、並進動を行なう部材に正確な案内
手段を提供することを必要としないとともに、ジャミン
グの危険性を生ずることのないバランス装置を提供する
ことにある。
手段を提供することを必要としないとともに、ジャミン
グの危険性を生ずることのないバランス装置を提供する
ことにある。
本発明の更に別の目的は、ロボットアームの変更または
変形を行なうことを必要とせずに、ロボットアームに容
易に適合することができるバランス装置を提供すること
にある。
変形を行なうことを必要とせずに、ロボットアームに容
易に適合することができるバランス装置を提供すること
にある。
本発明の更に別の目的は、装置のサイズを小さく保持
し、かつ、装置に特有な内部歪を可能な限り小さくし
て、大きい偶力をバランスさせることができるバランス
装置を提供することにある。
し、かつ、装置に特有な内部歪を可能な限り小さくし
て、大きい偶力をバランスさせることができるバランス
装置を提供することにある。
（課題を解決するための手段） 本発明によれば、軸線特に水平な軸線を中心に回転する
ようにヒンジ結合されたロボットアームなどに作用する
力特に重量をバランスさせるようになっており、ロボッ
トアームの軸線と平行な軸線を中心にヒンジ結合された
剛性のある補助部と、該補助部を該補助部の軸線を中心
にロボットアームの角速度の半分に等しい絶対値をもつ
角速度で回転させる回転駆動手段とを備え、前記補助部
は該補助部の軸線の両側に延びかつ該軸線を中心に対称
をなす端部を有する２つの横アームを有し、前記端部は
並進動することができるとともに最初の位置と可動部材
が占める位置との間の距離に比例しかつ最初の位置に向
かう復帰力を受ける可動部材の直線部と当接するように
なっているバランス装置が提供されている。このバラン
ス装置は、平行かつ共平面をなす軸線を中心にヒンジ結
合された偶数の補助部を形成するように配設されかつ２
つの横アームを支持する少なくとも１つの別の剛性のあ
る補助部と、前記補助部を絶対値は等しいが方向が対を
なして逆向きの角速度で回転させるようになっている同
期手段とを備え、前記補助手段の少なくとも１つは前記
回転駆動手段に結合されており、しかもバランスさせよ
うとする力によってアームのヒンジ軸線を中心に加えら
れる合偶力が零のときに全ての補助部の横アームの端部
が最初の位置にある直線部と同時に当接するように組立
てが行なわれることを特徴とする構成を備えている。こ
のような構成とすることにより、可動部材は最初の位置
にあるときには復帰力を受けることはなく、復帰力と可
動部材の変位の大きさとの間の比例定数と、各第２の軸
線と横アームの端部との間の距離は、バランスを確保す
るように選択される。
ようにヒンジ結合されたロボットアームなどに作用する
力特に重量をバランスさせるようになっており、ロボッ
トアームの軸線と平行な軸線を中心にヒンジ結合された
剛性のある補助部と、該補助部を該補助部の軸線を中心
にロボットアームの角速度の半分に等しい絶対値をもつ
角速度で回転させる回転駆動手段とを備え、前記補助部
は該補助部の軸線の両側に延びかつ該軸線を中心に対称
をなす端部を有する２つの横アームを有し、前記端部は
並進動することができるとともに最初の位置と可動部材
が占める位置との間の距離に比例しかつ最初の位置に向
かう復帰力を受ける可動部材の直線部と当接するように
なっているバランス装置が提供されている。このバラン
ス装置は、平行かつ共平面をなす軸線を中心にヒンジ結
合された偶数の補助部を形成するように配設されかつ２
つの横アームを支持する少なくとも１つの別の剛性のあ
る補助部と、前記補助部を絶対値は等しいが方向が対を
なして逆向きの角速度で回転させるようになっている同
期手段とを備え、前記補助手段の少なくとも１つは前記
回転駆動手段に結合されており、しかもバランスさせよ
うとする力によってアームのヒンジ軸線を中心に加えら
れる合偶力が零のときに全ての補助部の横アームの端部
が最初の位置にある直線部と同時に当接するように組立
てが行なわれることを特徴とする構成を備えている。こ
のような構成とすることにより、可動部材は最初の位置
にあるときには復帰力を受けることはなく、復帰力と可
動部材の変位の大きさとの間の比例定数と、各第２の軸
線と横アームの端部との間の距離は、バランスを確保す
るように選択される。
かくして、補助部は可動部材の直線部に支持力を作用さ
せ、前記した可動部材の変位軸線に合力が位置するよう
になる。しかも、これは補助部の横アームの長さとは関
係なしに生ずるようになる。
せ、前記した可動部材の変位軸線に合力が位置するよう
になる。しかも、これは補助部の横アームの長さとは関
係なしに生ずるようになる。
従って、並進の際に可動部材を正確に案内する必要性が
なくなる。更に、ある場合には、案内を全く必要とせず
に並進動を行なわせることができるようにもなる。
なくなる。更に、ある場合には、案内を全く必要とせず
に並進動を行なわせることができるようにもなる。
本発明の好ましい実施例においては、装置は、平行な２
本の軸線を中心にそれぞれヒンジ結合された２つの補助
部を備えている。
本の軸線を中心にそれぞれヒンジ結合された２つの補助
部を備えている。
この好ましい実施例においては、前記補助部を同期させ
る同期手段は、補助部のそれぞれの軸線に対して固定さ
れ、かつ、各補助部を直接隣接する補助部の回転方向と
反対方向に回転させるように互いに直接協働する一組の
同径のギヤホイールを備えている。
る同期手段は、補助部のそれぞれの軸線に対して固定さ
れ、かつ、各補助部を直接隣接する補助部の回転方向と
反対方向に回転させるように互いに直接協働する一組の
同径のギヤホイールを備えている。
好ましくは、同期ギヤホイールの１つは駆動手段の一部
を形成する。この場合には、この同期ギヤホイールはロ
ボットアームの回転軸線に対して固定されかつ該同期ギ
ヤホイールの半分の直径を有するギヤホイールと協働す
るが好都合である。
を形成する。この場合には、この同期ギヤホイールはロ
ボットアームの回転軸線に対して固定されかつ該同期ギ
ヤホイールの半分の直径を有するギヤホイールと協働す
るが好都合である。
好ましくは、可動部材の直線部は合力が横アームの端部
の支持力の合力と略共軸をなす復帰力を発揮する２つの
復帰手段の作用を受ける。
の支持力の合力と略共軸をなす復帰力を発揮する２つの
復帰手段の作用を受ける。
本発明の装置はまた、前記補助部の軸線を含む面を中心
に前記第１の可動部材と対称をなす第２の可動手段を備
え、該第２の可動部材は、第１および第２の双方の可動
部材が最初の位置にあるときに、全ての補助部の横アー
ムの端部が同時に双方の可動部材に当接するように、前
記第１の可動部材に作用する復帰力とは反対方向の復帰
力を受けるように構成することもできる。
に前記第１の可動部材と対称をなす第２の可動手段を備
え、該第２の可動部材は、第１および第２の双方の可動
部材が最初の位置にあるときに、全ての補助部の横アー
ムの端部が同時に双方の可動部材に当接するように、前
記第１の可動部材に作用する復帰力とは反対方向の復帰
力を受けるように構成することもできる。
（実施例） 以下、本発明を添付図面に示す実施例に関して説明す
る。
る。
第１および２図に示す装置は、ロボットアーム１０を備
えており、該アーム１０は、該アームが固定されるシャ
フト１２により水平な軸線を中心に回転するようにヒン
ジ結合されている。シャフト１２は、水平な底部１８に
連結されてフレーム２０を形成する２つの平行な垂直プ
レート１４および１６を貫通している。アーム１０は、
プレート１６に固定されたモータ・ステップダウンギヤ
ユニット２２により軸線Ａを中心に回転されるようにな
っている。アーム１０は回転すると、角度のある位置を
取ることができ、従って、Ａから垂直方向へ延びる位置
とアームの主要方向との間で任意の角度θを形成する
（第１図）。重力Ｐがアーム１０の重心Ｇに作用する。
えており、該アーム１０は、該アームが固定されるシャ
フト１２により水平な軸線を中心に回転するようにヒン
ジ結合されている。シャフト１２は、水平な底部１８に
連結されてフレーム２０を形成する２つの平行な垂直プ
レート１４および１６を貫通している。アーム１０は、
プレート１６に固定されたモータ・ステップダウンギヤ
ユニット２２により軸線Ａを中心に回転されるようにな
っている。アーム１０は回転すると、角度のある位置を
取ることができ、従って、Ａから垂直方向へ延びる位置
とアームの主要方向との間で任意の角度θを形成する
（第１図）。重力Ｐがアーム１０の重心Ｇに作用する。
アームに作用する重力を補償するため、装置はバランス
装置を備えている。バランス装置は、互いに平行をな
し、かつ、軸線Ａとも平行をなす２本の水平な軸線Ｂ１
およびＢ２を中心にそれぞれヒンジ結合された２つの剛
性のある補助部(auxiliary part)２４１および２４２を
備えている。軸線Ｂ１は、プレート１４および１６を貫
通するシャフト２６（第２図）により画定されている。
このシャフトは、軸線Ｂ１の両側で延び、かつ、対称な
端部３２１および３４１を有する２本の横アーム２８１
および３０１を支持している。横アーム２８１および３
０１は同じ長さとなっている。即ち、長さはｂと等しく
なっている。端部３２１および３４１は、軸線Ｂ１と平
行な水平軸線４０１および４２１を中心に自由に回転す
るように配設されたロール３６１および３８１をそれぞ
れ支持する支持体として作用する。軸線Ｂ１を画定する
シャフト２６の端部の一方は、もう一方の補助部２４２
において軸線Ｂ２を中心としてシャフトに固定された同
径のギヤホイール４４２と直接噛合するギヤホイール４
４１とともに回転するように構成されている。補助部２
４２は、補助部２４１と全く同様に構成され、２４１と
同様に長さがｂの２本のアーム２８２および３０２を備
え、これらのアームは、端部ロール３６２および３８２
をそれぞれ支持している。ギヤホイール４４１および４
４２は、絶対値は同じであるが、方向が反対の角速度で
補助部２４１および２４２を駆動するのに適した同期手
段を構成している。
装置を備えている。バランス装置は、互いに平行をな
し、かつ、軸線Ａとも平行をなす２本の水平な軸線Ｂ１
およびＢ２を中心にそれぞれヒンジ結合された２つの剛
性のある補助部(auxiliary part)２４１および２４２を
備えている。軸線Ｂ１は、プレート１４および１６を貫
通するシャフト２６（第２図）により画定されている。
このシャフトは、軸線Ｂ１の両側で延び、かつ、対称な
端部３２１および３４１を有する２本の横アーム２８１
および３０１を支持している。横アーム２８１および３
０１は同じ長さとなっている。即ち、長さはｂと等しく
なっている。端部３２１および３４１は、軸線Ｂ１と平
行な水平軸線４０１および４２１を中心に自由に回転す
るように配設されたロール３６１および３８１をそれぞ
れ支持する支持体として作用する。軸線Ｂ１を画定する
シャフト２６の端部の一方は、もう一方の補助部２４２
において軸線Ｂ２を中心としてシャフトに固定された同
径のギヤホイール４４２と直接噛合するギヤホイール４
４１とともに回転するように構成されている。補助部２
４２は、補助部２４１と全く同様に構成され、２４１と
同様に長さがｂの２本のアーム２８２および３０２を備
え、これらのアームは、端部ロール３６２および３８２
をそれぞれ支持している。ギヤホイール４４１および４
４２は、絶対値は同じであるが、方向が反対の角速度で
補助部２４１および２４２を駆動するのに適した同期手
段を構成している。
更に、同期ギヤホイール４４１は、アーム１０の駆動シ
ャフト１２に固着されたギヤホイール４６と直接噛合し
ている。
ャフト１２に固着されたギヤホイール４６と直接噛合し
ている。
２つの補助部の横アームの端部は、並進動することがで
きる可動部材５０の直線部４８に対して当接するように
なっており、可動部材５０は、最初即ち当初の位置Ｌ０
（第１図）と該可動部材が現在閉めている位置Ｌとの間
の距離ｄに比例する、当初の位置Ｌ０の方向の復帰力を
受けるようになっている。
きる可動部材５０の直線部４８に対して当接するように
なっており、可動部材５０は、最初即ち当初の位置Ｌ０
（第１図）と該可動部材が現在閉めている位置Ｌとの間
の距離ｄに比例する、当初の位置Ｌ０の方向の復帰力を
受けるようになっている。
図示の実施例においては、この復帰力は、圧縮作動する
２つの復帰手段５２と５４により得られる。実施例で
は、これらの２つの部材は、一定の剛性を有する弾性発
泡体、例えば、ポリウレタンフォームのブロックからな
る。
２つの復帰手段５２と５４により得られる。実施例で
は、これらの２つの部材は、一定の剛性を有する弾性発
泡体、例えば、ポリウレタンフォームのブロックからな
る。
上記アセンブリは、ロボットアームが垂直方向を向いた
とき（θ＝０）に、補助部２４１および２４２のそれぞ
れの横アームの端部が最初の位置Ｌ０にある直線部４８
に対して同時に当接するように組立てられる。この最初
の位置においては、部分２４１のアーム２８１および３
０１と、部分２４２のアーム２８２および３０２は水平
となっており、４つのロールはいずれも、直線部４８の
上面に当接している。
とき（θ＝０）に、補助部２４１および２４２のそれぞ
れの横アームの端部が最初の位置Ｌ０にある直線部４８
に対して同時に当接するように組立てられる。この最初
の位置においては、部分２４１のアーム２８１および３
０１と、部分２４２のアーム２８２および３０２は水平
となっており、４つのロールはいずれも、直線部４８の
上面に当接している。
ギヤホイール４６、４４１および４４２により、部分２
４１および２４２は絶対値がアーム１０の角速度の半分
に等しい角速度で回転する。
４１および２４２は絶対値がアーム１０の角速度の半分
に等しい角速度で回転する。
アーム１０が上記した最初即ち当初の位置から回転され
て、垂直方向に対してθの角度の位置をとる（第１図）
と、補助部２４１および２４２は、対応するアームが上
面４８に対してθ／２の角度を占める位置をとる。第１
図に示す状態では、端部ロール３８１および３８２は可
動部材５０の上面４８と当接している。上記した当初即
ち最初の位置以外の位置においては、可動部材の上面４
８は２つのロール３８１および３８２または２つのロー
ル３６１および３６２と当接する。従って、支持力の合
力は、軸線Ｂ１とＢ２との中間点に位置し、面４８と直
交する方向に作用する。
て、垂直方向に対してθの角度の位置をとる（第１図）
と、補助部２４１および２４２は、対応するアームが上
面４８に対してθ／２の角度を占める位置をとる。第１
図に示す状態では、端部ロール３８１および３８２は可
動部材５０の上面４８と当接している。上記した当初即
ち最初の位置以外の位置においては、可動部材の上面４
８は２つのロール３８１および３８２または２つのロー
ル３６１および３６２と当接する。従って、支持力の合
力は、軸線Ｂ１とＢ２との中間点に位置し、面４８と直
交する方向に作用する。
上記した最初の位置においては、可動部材５０は復帰力
を受けていない。ばね５２または５８の一方の復帰力と
可動部材の変位の大きさとの間の比例定数をＫで表わす
と、この定数と距離ｂ、即ち、各横アームの長さはいず
れも、バランスが得られるように選択されるべきであ
る。
を受けていない。ばね５２または５８の一方の復帰力と
可動部材の変位の大きさとの間の比例定数をＫで表わす
と、この定数と距離ｂ、即ち、各横アームの長さはいず
れも、バランスが得られるように選択されるべきであ
る。
上記したフランス特許に記載の計算方法によれば、これ
を達成するためには、２つの補助部のアセンブリに関し
て、1/2kb2＝PRの関係を充足すべきである。
を達成するためには、２つの補助部のアセンブリに関し
て、1/2kb2＝PRの関係を充足すべきである。
２つの補助部２４１および２４２を使用する代わりに、
第１図に一点鎖線で示すように、更に２つのこのような
補助部２４３および２４４を追加することにより４つの
補助部とすることができる。補助部２４３と２４４は、
軸線Ｂ１およびＢ２と平行をなし、かつ、これらの軸線
と共平面をなす軸線Ｂ３およびＢ４をそれぞれ有してい
る。更に、補助部２４３と２４４は、ギヤホイール４４
１およびギヤホイール４４２とそれぞれ噛合するギヤホ
イール４４３および４４４を備えている。かくして、４
つの補助部は絶対値が同じ角速度で回転するが、対をな
して逆方向へ回転する。かかる場合には、適宜のサイズ
の可動部材を使用することが必要であり、復帰部材５２
と５４を変位させることが必要となる場合もある。ある
いは、部材５０の底面と底部プレート１８との間に復帰
部材の「マットレス」("mettress")を配置することもで
きる。
第１図に一点鎖線で示すように、更に２つのこのような
補助部２４３および２４４を追加することにより４つの
補助部とすることができる。補助部２４３と２４４は、
軸線Ｂ１およびＢ２と平行をなし、かつ、これらの軸線
と共平面をなす軸線Ｂ３およびＢ４をそれぞれ有してい
る。更に、補助部２４３と２４４は、ギヤホイール４４
１およびギヤホイール４４２とそれぞれ噛合するギヤホ
イール４４３および４４４を備えている。かくして、４
つの補助部は絶対値が同じ角速度で回転するが、対をな
して逆方向へ回転する。かかる場合には、適宜のサイズ
の可動部材を使用することが必要であり、復帰部材５２
と５４を変位させることが必要となる場合もある。ある
いは、部材５０の底面と底部プレート１８との間に復帰
部材の「マットレス」("mettress")を配置することもで
きる。
あるいは、第１図において一点鎖線で示すように、第２
の可動部材５６を、補助部の軸線を含む平面を中心に可
動部材と対称をなして配設することもできる。この第２
の可動部材は、例えば、２つの復帰部材５８と６０とに
より、第１の上記した可動部材に加えられる復帰力と反
対方向の復帰力を受けるようにすべきである。２つの可
動部材が占める最初の位置においては、補助部の横アー
ムの端部はいずれも、双方の可動部材５０および５６に
同時に当接する。２つの可動部材を使用することにより
装置が生ずるバランス偶力を増大することができるとと
もに、補助部のシャフトが受ける応力と、これらが回転
するときに軸受けに作用する応力とを低減させることが
できる。この場合には、kb2 ＝PRなる式を満たさなけれ
ばならない。
の可動部材５６を、補助部の軸線を含む平面を中心に可
動部材と対称をなして配設することもできる。この第２
の可動部材は、例えば、２つの復帰部材５８と６０とに
より、第１の上記した可動部材に加えられる復帰力と反
対方向の復帰力を受けるようにすべきである。２つの可
動部材が占める最初の位置においては、補助部の横アー
ムの端部はいずれも、双方の可動部材５０および５６に
同時に当接する。２つの可動部材を使用することにより
装置が生ずるバランス偶力を増大することができるとと
もに、補助部のシャフトが受ける応力と、これらが回転
するときに軸受けに作用する応力とを低減させることが
できる。この場合には、kb2 ＝PRなる式を満たさなけれ
ばならない。
第２図に示すように、可動部材５０は、一方の側でばね
部材５２および５４により対称な力を受け、かつ、もう
一方の側で補助部の横アームにより対称な力を受けるの
で、特定の案内を必要とすることはなく、しかもこれは
該横アームの長さとは関係なしに行なうことができる。
かくして、著しく重量のあるロボットアームなどをバラ
ンスさせることができるのである。
部材５２および５４により対称な力を受け、かつ、もう
一方の側で補助部の横アームにより対称な力を受けるの
で、特定の案内を必要とすることはなく、しかもこれは
該横アームの長さとは関係なしに行なうことができる。
かくして、著しく重量のあるロボットアームなどをバラ
ンスさせることができるのである。
（効果） 以上のように、本発明の装置は著しくコンパクトであ
り、現存するロボットアームを変更または変形させるこ
となく、これらのロボットアームに容易に適合すること
ができる。
り、現存するロボットアームを変更または変形させるこ
となく、これらのロボットアームに容易に適合すること
ができる。
また、本発明の装置は、回転軸線が水平方向に対して角
度をなしているロボットアームに対しても作動すること
ができる。
度をなしているロボットアームに対しても作動すること
ができる。
更に、回転運動の角度の正弦波関数に従うものと推定さ
れる、制御されるべき可動体の回転軸線を中心をする偶
力に変動が生じ、かつ、前記正弦波の振幅が比較的一定
している場合には、あらゆる種類の力を保証することが
できる。
れる、制御されるべき可動体の回転軸線を中心をする偶
力に変動が生じ、かつ、前記正弦波の振幅が比較的一定
している場合には、あらゆる種類の力を保証することが
できる。
第１図はロボットアームと該アーム用の本発明に係るバ
ランス装置とを備える装置の正面図、第２図はロボット
アームを回転させる部材を示す第１図のII−II線断面図
である。 １０……ロボットアーム、１２……シャフト、１４、１
６……プレート、１８……底部、２０……フレーム、２
２……モータ・ステップダウンギヤユニット、２４１、
２４２、２４３、２４４……補助部、２６……シャフ
ト、２８１、３０１……横アーム、２８２、３０２……
アーム、３２１、３４１……端部、３６１、３８１、３
６２、３８２……ロール、４０１、４２１……水平軸
線、４４１、４４２、４４３、４４４……ギヤホイー
ル、４６……ギヤホイール、４８……直線部、５０……
可動部材、５２、５４……復帰手段、５６……可動部
材、５８、６０……復帰部材、Ａ、Ｂ１、Ｂ２……軸
線、Ｇ……重心、Ｌ、Ｌ０……可動部材の位置、Ｐ……
重力、ｄ……距離、ｂ……長さ寸法。
ランス装置とを備える装置の正面図、第２図はロボット
アームを回転させる部材を示す第１図のII−II線断面図
である。 １０……ロボットアーム、１２……シャフト、１４、１
６……プレート、１８……底部、２０……フレーム、２
２……モータ・ステップダウンギヤユニット、２４１、
２４２、２４３、２４４……補助部、２６……シャフ
ト、２８１、３０１……横アーム、２８２、３０２……
アーム、３２１、３４１……端部、３６１、３８１、３
６２、３８２……ロール、４０１、４２１……水平軸
線、４４１、４４２、４４３、４４４……ギヤホイー
ル、４６……ギヤホイール、４８……直線部、５０……
可動部材、５２、５４……復帰手段、５６……可動部
材、５８、６０……復帰部材、Ａ、Ｂ１、Ｂ２……軸
線、Ｇ……重心、Ｌ、Ｌ０……可動部材の位置、Ｐ……
重力、ｄ……距離、ｂ……長さ寸法。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−136780（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−100183（ＪＰ，Ｕ)
Claims (9)
- 【請求項１】軸線特に水平な軸線を中心に回転するよう
にヒンジ結合されたロボットアームなどに作用する力特
に重量をバランスさせるようになっており、ロボットア
ームの軸線と平行な軸線を中心にヒンジ結合された剛性
のある補助部と、該補助部を該補助部の軸線を中心にロ
ボットアームの角速度の半分に等しい絶対値をもつ角速
度で回転させる回転駆動手段とを備え、前記補助部は該
補助部の軸線の両側に延びかつ該軸線を中心に対称をな
す端部を有する２つの横アームを有し、前記端部は並進
動することができるとともに最初の位置と可動部材が占
める位置との間の距離に比例しかつ最初の位置に向かう
復帰力を受ける可動部材の直線部と当接するようになっ
ているバランス装置において、 平行かつ共平面をなす軸線を中心にヒンジ結合された偶
数の補助部を形成するように配設されかつ２つの横アー
ムを支持する少なくとも１つの別の剛性のある補助部
と、前記補助部を絶対値は等しいが方向が対をなして逆
向きの角速度で回転させるようになっている同期手段と
を備え、前記補助手段の少なくとも１つは前記回転駆動
手段に結合されており、しかもバランスさせようとする
力によってアームのヒンジ軸線を中心に加えられる合偶
力が零のときに全ての補助部の横アームの端部が最初の
位置にある直線部と同時に当接するように組立てが行な
われることを特徴とするバランス装置。 - 【請求項２】平行な２本の軸線を中心にそれぞれヒンジ
結合された２つの補助部を備えることを特徴とする請求
項１に記載のバランス装置。 - 【請求項３】前記補助部を同期させる同期手段は、補助
部のそれぞれの軸線に対して固定され、かつ、各補助部
を直接隣接する補助部の回転方向と反対方向に回転させ
るように互いに直接協働する一組の同径のギヤホイール
を備えることを特徴とする請求項１または２に記載のバ
ランス装置。 - 【請求項４】同期ギヤホイールの１つは駆動手段の一部
を形成することを特徴とする請求項３に記載のバランス
装置。 - 【請求項５】前記同期ギヤホイールはロボットアームの
回転軸線に対して固定されかつ該同期ギヤホイールの半
分の直径を有するギヤホイールと協働することを特徴と
する請求項４に記載のバランス装置。 - 【請求項６】可動部材の直線部は合力が横アームの端部
の支持力の合力と略共軸をなす復帰力を発揮する２つの
復帰手段の作用を受けることを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載のバランス装置。 - 【請求項７】復帰手段は圧縮作動することを特徴とする
請求項６に記載のバランス装置。 - 【請求項８】復帰手段はポリウレタンフォームのような
弾性発泡体のブロックであることを特徴とする請求項７
に記載のバランス装置。 - 【請求項９】前記補助部の軸線を含む面を中心に前記第
１の可動部材と対称をなす第２の可動手段を備え、該第
２の可動部材は、第１および第２の双方の可動部材が最
初の位置にあるときに、全ての補助部の横アームの端部
が同時に双方の可動部材に当接するように、前記第１の
可動部材に作用する復帰力とは反対方向の復帰力を受け
ることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の
バランス装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8802423A FR2627718A1 (fr) | 1988-02-26 | 1988-02-26 | Dispositif d'equilibrage des forces, notamment de pesanteur, agissant sur un bras de robot ou analogue |
| FR8802423 | 1988-02-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01264793A JPH01264793A (ja) | 1989-10-23 |
| JPH0635118B2 true JPH0635118B2 (ja) | 1994-05-11 |
Family
ID=9363694
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1045069A Expired - Lifetime JPH0635118B2 (ja) | 1988-02-26 | 1989-02-24 | バランス装置 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4901591A (ja) |
| EP (1) | EP0330548B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0635118B2 (ja) |
| AT (1) | ATE88405T1 (ja) |
| DE (1) | DE68906055T2 (ja) |
| ES (1) | ES2034935T3 (ja) |
| FR (1) | FR2627718A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5214749A (en) * | 1991-06-12 | 1993-05-25 | Massachusetts Institute Of Technology | Dynamic control of a robot with its center of mass decoupled from an end effector by a redundant linkage |
| FR2727346B1 (fr) * | 1994-11-25 | 1997-01-10 | Loriot Jean Marc | Dispositif d'equilibrage des forces agissant sur un bras sollicite par une charge |
| FR2794048B1 (fr) * | 1999-05-25 | 2001-09-28 | Process Conception Ing Sa | Agencement d'actionnement d'une charge en forme d'un bras oscillant |
| FR2813814B1 (fr) * | 2000-09-14 | 2003-02-07 | Christian Salesse | Dispositif d'equilibrage d'une force, a hautes performances |
| FR2813815B1 (fr) | 2000-09-14 | 2003-02-21 | Christian Salesse | Dispositif d'equilibrage d'une force, a hautes performances |
| FR2814449B1 (fr) * | 2000-09-25 | 2003-02-07 | Christian Salesse | Dispositif de deplacement d'une charge |
| AU2003260275A1 (en) * | 2002-08-23 | 2004-03-19 | Hubertus Boehm | Weight compensation system for devices with axes of rotation |
| US7703246B2 (en) * | 2007-07-31 | 2010-04-27 | Beautiful World Llc | Solar panel mounting structure |
| FR2955353B1 (fr) | 2010-01-20 | 2014-11-28 | Total Sa | Dispositif de decouplage pour colonne de forage, et systeme de forage comportant un tel dispositif de decouplage. |
| FR3134437B1 (fr) | 2022-04-12 | 2024-03-29 | Kendrinov | perfectionnement d'équilibreur rotatif |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2565153B1 (fr) * | 1984-05-29 | 1986-09-26 | Ecole Centrale Arts Manufactur | Dispositif d'equilibrage des forces de pesanteur dans un bras robotique |
| SU1202863A1 (ru) * | 1984-07-16 | 1986-01-07 | Всесоюзный заочный машиностроительный институт | Уравновешенный манипул тор |
| AT380818B (de) * | 1984-10-08 | 1986-07-10 | Voest Alpine Ag | Gewichtsausgleichsvorrichtung fuer den fuehrungsarm einer handhabungseinrichtung |
| US4756204A (en) * | 1987-02-11 | 1988-07-12 | Cincinnati Milacron Inc. | Counterbalance assembly for rotatable robotic arm and the like |
-
1988
- 1988-02-26 FR FR8802423A patent/FR2627718A1/fr active Granted
-
1989
- 1989-02-15 EP EP89400426A patent/EP0330548B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-15 DE DE8989400426T patent/DE68906055T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-02-15 ES ES198989400426T patent/ES2034935T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-15 AT AT89400426T patent/ATE88405T1/de not_active IP Right Cessation
- 1989-02-24 JP JP1045069A patent/JPH0635118B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1989-02-24 US US07/315,145 patent/US4901591A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2034935T1 (es) | 1993-04-16 |
| DE68906055T2 (de) | 1993-08-26 |
| US4901591A (en) | 1990-02-20 |
| FR2627718B1 (ja) | 1994-08-19 |
| EP0330548A1 (fr) | 1989-08-30 |
| EP0330548B1 (fr) | 1993-04-21 |
| JPH01264793A (ja) | 1989-10-23 |
| FR2627718A1 (fr) | 1989-09-01 |
| DE68906055D1 (de) | 1993-05-27 |
| ATE88405T1 (de) | 1993-05-15 |
| ES2034935T3 (es) | 1993-10-01 |
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