JPH085020B2 - 移動式動揺装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、動揺装置に関し、とりわけ、全体の移動
を可能にした６自由度の移動式動揺装置に関するもので
ある。

［従来の技術］ 第10図、第11図は従来の６自由度動揺装置を示し、図
において、軸受台（１）が三角形の各頂点に配置され、
それぞれ台板（２）に固設されている。各軸受台（１）
相互間の中央部には１対の軸受板（３）が固設されてい
る。軸受台（１）と軸受板（３）の間には、三角形の各
辺に沿って１対づつのボールねじ（４）と案内杆（５）
が取付けられている。

動揺台（6A）の下面には３組の上部自在継手（７）
が、軸受台（１）の作る三角形とは逆向きの三角形の各
頂点に取付けられている。上部自在継手（７）と、これ
に対応する各１対の下部自在継手（８）の間に、各々１
対の動作杆（９）が連結されている。

下部自在継手（８）の移動機構は、前述のボールねじ
（４）とこのボールねじ（４）に螺合するナット（10）
と、このナット（10）と一体に形成され、下部自在継手
（８）が取付けられている、前述の案内杆（５）に嵌合
するスライドベアリング（11）と、歯車（32）を介して
ボールねじ（４）を駆動するためのモータ（12）とから
なっている。

以上の構成により、モータ（12）をそれぞれ単独に制
御すると、各１対の動作杆（９）はコンパスのように開
閉したり、横方向に移動したりするので、動揺台（6A）
は６自由度で動作される。また、台板（２）は固定円板
（13）上で旋回できるようになっており、旋回用モータ
（14）と歯車（15）よって水平旋回される。（16）は固
定円板（13）の足である。一方、かかる動揺装置を伴っ
た移動装置としては、動揺装置を車輪やキャタピラを備
えた別体の車両装置にのせる。又は２足以上の足を動か
すロボット台座にのせる等の方法があった。

［発明が解決しようとする問題点］ 以上のような従来の駆動装置の移動装置では、別体の
車両装置を必要としたり、足の付いた歩行ロボットで
は、転倒しないように重心の平衡を保ち、順次に足を動
かしながら重心を移動させる必要があるため不安定であ
るなどの問題点があった。

この発明はかかる問題点を解消するためになされたも
ので、安定した状態で移動できることと、上部動揺台と
下部台板の２箇所を６自由度に動かせる、構造簡単な動
揺装置を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る動揺装置は、動揺台の三角形の各頂点
の下面に折畳み、伸縮自在の３本の足が取付けられてい
る。

［作 用］ この発明においてては、３本の足が浮いている状態で
動揺台を水平方向に移動させてから動揺台を下げると、
足が接地して台板が浮き上る。この状態で台板を水平方
向に移動させてから台板を降すと、台板が接地し、動揺
台が上がって足が離れる。再び、動揺台を水平方向に移
動させたのち下げていく。この動作を繰返して装置を移
動させる。

また、動揺動作をさせる場合、３本の足を折畳むこと
で上部動揺台を６自由度動揺台とすることができるし、
３本の足を充分に伸ばすことで下部台板を６自由度動揺
台とすることができる。

［実施例］ 第１図はこの発明の一実施例を示し、図において、符
号（１）〜（５）および（７）〜（16）および（32）ま
では従来装置と同一であり、動揺台（６）は従来装置と
同じ形状であるが一回り大きくしてある。上部自在継手
（７）の外側３ケ所に取付けた自在継手（17）にそれぞ
れ連結された足（18）は、モータ（19）および歯車群
（20）で駆動される電動シリンダ（21）、ロッド（22）
からなっている。電動シリンダ（21）はモータ（19）を
回すことによってロッド（22）が伸び縮みするので、３
本の足（18）の長さを変えることができる。

動揺台（６）の下面には３本の足（18）を各頂点とし
た三角形の各辺に沿って、足（18）を折畳む装置が取付
けられている。すなわち、それぞれの軸受板（23）とク
ラッチ取付板（24）の間に、クラッチ（25）とボルト
（26）が一体で取付けられている。ボルト（26）に取付
けられたナット（27）には両端に自在継手（28）を取付
けた支持棒（29）が取付けられており、支持棒（29）が
片側の自在継手（28）は電動シリンダ（21）に結合され
ている。ボルト（26）はクラッチ（25）を介して歯車
（30）に連結しており、動揺台（６）の中心に配設され
ているモータ（31）によって駆動される。

以上の構成により、モータ（31）を回すと６ケ所のボ
ルト（26）は歯車（30）とクラッチ（25）を介して同時
に回されるので、ナット（27）は動揺台の三角形の各辺
に沿って動き、３本の足（18）が同時に動かされて、折
畳んだり、立てたてすることができる。また、それぞれ
のクラッチ（25）を制御することによって、３本の足
（18）の角度を任意に変えることができる。

次に、第２図〜第９図を用いて動作を説明する。

なお、第２図〜第９図で矢印（Ａ）は装置の移動前の
位置を示し、矢印（Ｂ）は動揺台（６）と台板（２）の
動く方向を示している。また、第２図〜第９図で（ａ）
図は平面図で、これに対応する立面図が（ｂ）図であ
る。

第２図は動揺台（６）が一番下がった状態であり、動
揺台（６）に取付けられた３本の足（18）は折畳まれて
いる。このように足（18）が折畳まれた状態では、従来
のような６自由度動揺装置と同一の動作ができる。

第３図は動揺台（６）が上がり、３本の足（18）を出
した状態であるが、足（18）は浮いている。第４図は足
（18）を出した状態で動揺台（６）が下がり始め、３本
の足（18）が接地したことを示す。引き続き動揺台
（６）を下げようとすると、第５図のように台板（２）
が浮き上がる。この状態で動揺台（６）を後ろ（図で左
方）に動かそうとすると、浮いている台板（２）が前へ
動き、第６図のように動揺台（６）と台板（２）の相対
位置関係がずれる。この位置で動揺台（６）を上げる方
向に動かそうとすると、相対位置関係がずれたまま、初
めに台板（２）が接地し、次に動揺台（６）が上がり、
第７図のように３本の足（18）が浮く。次に第８図のよ
うに、動揺台（６）を前へ動かせば、動揺台（６）は第
５図の動き始めの位置より前に移動する。この状態から
再び動揺台（６）を下げていくと、足（18）が接地し、
台板（２）が浮いて第９図のようになる。続いて動揺台
（６）を後ろに動かそうとすると、浮いている台板
（２）が前へ移動し、動揺台（６）と台板（２）の相対
位置関係は第６図と同じ状態になる。

このようにして第６図〜第９図までの動作を繰返すこ
とによって相対全体が前へ移動する。

第２図〜第９図までの動作例は前方（図で右方）への
移動を示しているが、第３図や第５図の状態から次の動
作を左右やヨー方向などに動かすことによって、任意の
方向へ移動できるし、第３図などの状態から固定円板
（13）上を水平旋回させて移動方向を変えることもでき
る。また、動きにピッチやロールを加えたり、足（18）
の長さや角度を変えることによって障害物の乗越えや斜
面での移動に対応しやすくなる。

また、以上のような移動装置として機能するに加え、
３本の足（18）を充分に押すなどして完全に台板（２）
を浮かせた状態で動揺台（６）を固定しておけば、台板
（２）の部分を６自由度の動揺台とすることができる。

なお、上記実施例では、動作杆（９）をコンパスのよ
うに開閉して６自由度を得る動揺装置を用いているが、
動作杆（９）の代りに直動シリンダを伸縮させて６自由
度を得る動揺装置を用いても同様の移動装置になり得
る。また、上記実施例ではモータを使い、外部から電源
を引いているが、動力としては油圧でも空圧でも良い
し、全てを装置上に搭載すれば自走させることも可能で
ある。

さらに、上記実施例では６自由度動揺装置に３本の足
を付加したものであるが、第６図〜第９図の動作例から
もわかるように、６自由度動揺装置以外でも動揺台と台
板の相対位置関係がずれる２自由度以上の装置であれ
ば、上部動揺台に足を付加することによって移動装置に
なり得るし、足の伸縮を利用すれば水平方向にのみ相対
位置関係のずれる装置用の移動装置とすることもでき
る。

この発明によると、台板部に動力源を設置することが
できるので、従来のロボットのように別途設置された電
源から電線引込の必要がなく、ロボット等に使用する場
合、運動上の制約は少なくなる。また、動揺台部の動作
も安定であるので、作業ロボットとして使用する場合、
従来のロボットにない機能が発揮できる。さらに、動揺
台部が動作しながら移動することも可能なため、動揺台
部の上に放水機或は塗装機をのせ放水管或は塗装ノズル
を動かすことなく固定させたまま動揺台部を動かすだけ
で広角、広範囲な塗装、放水を可能とする。また各種ア
ミューズメント装置や試験装置として利用することがで
きる。

［発明の効果］ この発明は、以上の説明から明らかなように、６自由
度の動揺台に３本の折畳み、伸縮自在の足を設けたこと
により、安定な移動を達成することができ、足の長さや
角度を変えたり、６自由度の動きのうち、ピッチやロー
ルの変化を利用することで障害物や斜面での対応も可能
となる。また、６自由度の動きのうち、左右やヨーの変
化を利用したり、旋回の動きを利用することで、移動方
向を自由に変えられるなど、多くの効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第９図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
斜視図、第２図〜第９図は動作説明のための模式図であ
る。第10図は従来の動揺装置の斜視図、第11図は側面図
である。 （２）……台板、（６）……動揺台、（７）……上部自
在継手、（８）……下部自在継手、（９）……動作杆、
（17）……自在継手、（18）……足、（19）……モー
タ、（20）……歯車群、（21）……電動シリンダ、（2
2）……ロッド、（27）……ナット、（29）……支持
棒。 なお、各図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】動揺台下面の三角形の各頂点に配置された
   上部自在継手と、これらの上部自在継手に対応して台板
   上に配設された各一対の下部自在継手と、これらの下部
   自在継手と前記上部自在継手にその端部がそれぞれ連結
   されている動作杆と、前記一対の下部自在継手間の間隔
   を広げたり、狭めたりするためにそれぞれ下部自在継手
   を移動する各移動機構と、前記動揺台の下面であって前
   記各上部自在継手の外側位置にそれぞれ設けられた、折
   畳みと伸縮の可能な３本の足とを備えてなる移動式動揺
   装置。
2. 【請求項２】上記３本の足が、自在継手を介して動揺台
   の下面に取付けられたモータと、このモータに歯車群を
   介して連結された電動シリンダと、この電動シリンダに
   連結されて伸縮するロッドとからなることを特徴とする
   請求項１記載の移動式動揺装置。
3. 【請求項３】上記足の折畳みのための手段が、動揺台の
   下面に沿って動くナットと、このナットと前記足とをそ
   れぞれ自在継手を介して連結する支持棒とからなること
   を特徴とする請求項１記載の移動式動揺装置。
4. 【請求項４】上記３本の足が、伸長されて接地する場合
   には、台板を浮かせて支持できる足であることを特徴と
   する請求項１記載の移動式動揺装置。