JPH0911166A - マニピュレータ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 移動範囲が大きく且つ低コストなマニピュレ
ータ装置の提供を目的とする。 【構成】 固定板１０と、第１から第４のメンバー２１
〜２４を互いに回動可能に結合したパンタグラフ機構２
０と、固定板または固定板に回動自在に取り付けられた
回動板１１、１２、１３に固定され、メンバーの隣合う
第１及び第２メンバー２１、２２間の角度を変化させる
駆動手段１５とパンタグラフ機構の駆動手段にて駆動さ
れない第３及び第４メンバー２３、２４の結合部に一体
的に取り付けられた被駆動部材１９とを備えたことを特
徴とするマニピュレータ装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、可動部の絶対位置、姿
勢を制御することを可能なマニピュレータ装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の従来技術としては、例えば特開
平６−２６２５５４号公報に開示される技術が知られて
いる。これは、複数のパンタグラフ機構を互いに平行に
配設された構造のものである。そして、可動部をＸ軸及
びＹ軸方向へ移動させるためのアクチュエータが床面に
固定され、更にそれらの上部に可動部を回転させるため
のアクチュエータや高さを変化させるためのアクチュエ
ータが配設されていて、これらアクチュエータの動作を
制御することにより、可動部を任意の位置及び姿勢に制
御するものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来技術にお
いては、例えば可動部を回転させたりＸＹ軸移動させた
りするとき、パンタグラフ機構が互いに平行に配設され
ているため、パンタグラフ機構同志が干渉して可動部の
移動範囲が規制されてしまう問題がある。また、可動部
を精度よく移動させるために、可動部の回転及び高さ変
化を行うための軸を高精度に一致させたりしなければな
らなかったり、駆動部（アクチュエータや回転軸等）の
構造が複雑であったりと、コスト高の要因となってい
る。

【０００４】本発明は、移動範囲が大きく且つ低コスト
なマニピュレータ装置の提供を技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記した技術的課題を解
決するため請求項１の発明において講じた技術的手段
は、固定板と、第１から第４のメンバーを互いに回動可
能に結合したパンタグラフ機構と、固定板または固定板
に回動自在に取り付けられた回動板に固定され、メンバ
ーの隣合う第１及び第２メンバー間の角度を変化させる
駆動手段とパンタグラフ機構の駆動手段にて駆動されな
い第３及び第４メンバーの結合部に一体的に取り付けら
れた被駆動部材とを備えたことである。

【０００６】パンタグラフ機構の２本のメンバー間の角
度を簡素な構成で変化させるべく、請求項２の発明にお
いては、駆動手段が、回動板または回動板に互いに所定
の角度をもった状態で固定された２本のアクチュエータ
と、アクチュエータに沿って直線往復動可能で且つ第１
及び第２メンバーに取り付けられた可動部と、可動部を
往復動させる駆動部とを備えたことである。

【０００７】

【作用】請求項１の発明においては、駆動手段にて第１
及び第２メンバー間の角度を広げる方向に２本のメンバ
ーを同時に駆動すれば、パンタグラフ機構は横方向に長
細い菱形形状を成し、第１及び第２メンバー間の角度を
狭める方向に２本のメンバーを同時に駆動すれば、パン
タグラフ機構は縦方向に長細い菱形形状を成す。

【０００８】これによって、被駆動部材を上下に移動さ
せることができる。また、一方のメンバーのみを駆動す
れば、固定板を左右に回転運動させることができる。

【０００９】請求項２の発明においては、駆動部にて可
動部をアクチュエータに沿って直線運動させることによ
り、その可動部に固定されたパンタグラフ機構のメンバ
ーが移動され、第１及び第２メンバー間の角度が変化さ
れる。

【００１０】

【実施例】本発明に係る実施例を説明する。

【００１１】図１は第１実施例のマニピュレータ装置の
外観斜視図である。同図において、固定板１０には、３
枚の回動板１１、１２、１３がピン１４により回動自在
に取り付けられている。回動板１１〜１３には、それぞ
れ２本のアクチュエータ１５が所定の角度をもって固定
されていて、このアクチュエータ１５に沿って直線往復
動する可動部１６に後述するパンタグラフ機構２０の第
１及び第２メンバー２１、２２が取り付けられている。

【００１２】パンタグラフ機構２０は、図１及び図２か
ら分かるように、可動部１６にピン１７にて連結された
第１及び第２メンバー２１、２２と、可動部１６に連結
されていない第３及び第４メンバー２３、２４とから構
成されている。これら第１〜第４メンバー２１〜２４
は、ピン１８にて互いに回動自在にそれぞれ取り付けら
れている。第３メンバー２３と第４メンバー２４との結
合部には、ユニバーサルジョイント１９ａを介して被駆
動部材１９が取り付けられている。この被駆動部材１９
には、ロボットハンド等が取り付けられる。

【００１３】アクチュエータ１５は、モータ１５ａとこ
のモータ１５ａにて回動されるボールネジ１５ｂとから
構成される駆動部を有していて、ボールネジ１５ｂが回
転運動することによって可動部１６をアクチュエータ１
５に沿って直線往復運動させる構成になっている。

【００１４】上記構成の第１実施例においては、パンタ
グラフ機構２０が３組設けられているために、被駆動部
材１９に６軸の運動をさせることができる。６軸の運動
とは、横方向即ちＸ軸方向の直線運動と、縦方向即ちＹ
軸方向の直線運動と、高さ方向即ちＺ軸の直線運動と、
Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸を中心とした回転運動である。

【００１５】例えば、Ｘ軸方向（図１中横方向）の直線
運動もしくはＹ軸を中心とした回転運動を行わせるに
は、図１中手前側のパンタグラフ機構２０の菱形形状を
反時計回りに回転させるようにモータ１５ａを回転駆動
させ、図１中左奥のパンタグラフ機構２０ａの菱形形状
が縦に細長くなるようにモータ１５ａを駆動させ、更に
図１中右奥のパンタグラフ機構２０ｂの菱形形状が横に
細長くなるようにモータ１５ａを駆動させる。モータ１
５ａの回動量を随時変化させることによって、被駆動部
材１９を図１中右方向に移動させたり、Ｙ軸を中心とし
て被駆動部材１９を回転させたりすることができる。ま
た、左方向に移動もしくは回転させるには、モータ１５
ａに逆の作用を行わせればよい。

【００１６】Ｙ軸方向（図１中奥行き方向）の直線運動
もしくはＸ軸を中心とした回転運動を行わせるには、図
１中手前側のパンタグラフ機構２０の菱形形状が縦に細
長くなるようにモータ１５ａを駆動させ、更に図１中奥
の両パンタグラフ機構２０ａ、２０ｂの菱形形状が横に
細長くなるようにモータ１５ａを駆動させる。モータ１
５ａの回動量を随時変化させることによって、被駆動部
材１９を図１中奥の方に移動させたり、Ｘ軸を中心とし
て被駆動部材１９を回転させたりすることができる。ま
た、手前方向に移動もしくは回転させるには、モータ１
５ａに逆の作用を居行わせればよい。

【００１７】Ｚ軸方向の直線運動を行わせるには、全て
のモータ１５ａを回転させて３組のパンタグラフ機構２
０の第１及び第２メンバー２１、２２間の角度を広げる
方向に同時に駆動する。これによって、パンタグラフ機
構２０の菱形形状は、横に長細い菱形形状となり、被駆
動部材１９を図１中上動させる。また、被駆動部材１９
を図１中下動させるには、モータ１５ａに逆の作用を行
わせればよい。

【００１８】Ｚ軸を中心に回転運動を行わせるには、全
てのパンタグラフ機構２０、２０ａ、２０ｂの菱形形状
を時計回りもしくは反時計回りに傾くようにモータ１５
ａを駆動させる。これによって、被駆動部材１９に回転
運動を行わせることができる。

【００１９】本実施例においては、パンタグラフ機構２
０の第１及び第２メンバー２１、２２間の角度をアクチ
ュエータ１５にて変化させることによって、被駆動板１
０に上下左右の動きを与えることができる。このよう
に、パンタグラフ機構２０一式で被駆動部材１９に２軸
の運動を与えることができるため、多軸の運動を被駆動
部材１９に与えたいときには、パンタグラフ機構２０を
増やすことによって対応することができる。本実施例に
おいては、従来技術に見られるようなパンタグラフ機構
を平行に配設したものでないため、移動範囲の規制が少
なく、且つ簡素な構成である。

【００２０】また、本実施例においては、モータ１５ａ
にて、可動部１６をアクチュエータ１５に沿って線往復
動させることによって、第１及び第２メンバー２１、２
２間の角度を容易に変化させることができ、更に、簡素
な構成である。

【００２１】図３は、第２実施例のマニピュレータ装置
の外観斜視図である。同図において、第１実施例との相
違点についてのみ説明する。第２実施例のマニピュレー
タ装置では、固定板１０の上面に６個のアクチュエータ
１５が取り付けられていて、可動部１６をアクチュエー
タ１５に沿って往復移動させるようになっている。

【００２２】この第２実施例においては、一対となって
いる可動部１６間の距離を変化させることによって、第
１及び第２メンバー２１、２２間の角度を変化させるこ
とができるものである。この第２実施例においては、第
１実施例に見られる回動板１１〜１３を必要としないた
めに、コストダウン及び構成の簡素化を図ることができ
る。

【００２３】図４は第３実施例のマニピュレータ装置の
外観斜視図、図５は第３実施例のパンタグラフ機構のみ
の外観斜視図である。この第３実施例では、マニピュレ
ータ２０の４本のメンバー２１〜２４がそれぞれ弾性体
２５によって接続されており、アクチュエータ１５に取
り付けられている可動部１６の突出量を変化させること
によって被駆動部材１９が駆動される。

【００２４】この第３実施例では、被駆動部材１９の駆
動量を大きく変化させることが困難であるため、超小型
のロボットハンド等に利用できる。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の発明においては、パンタグラ
フ機構の第１及び第２メンバー間の角度を駆動手段にて
変化させることによって、固定板に上下左右の動きを与
えることができる。このように、パンタグラフ機構一式
で被駆動部材に２軸の運動を与えることができるため、
多軸の運動を被駆動部材に与えたいときには、パンタグ
ラフ機構を増やすことによって対応することができる。
本発明においては、従来技術に見られるようなパンタグ
ラフ機構を平行に配設したものでないため、移動範囲の
規制が少なく、且つ簡素な構成である。

【００２６】請求項２の発明においては、駆動部にて、
可動部をアクチュエータに沿って直線往復動させること
によって、第１及び第２アクチュエータ間の角度を容易
に変化させることができ、更に、簡素な構成である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る第１実施例のマニピュレータ装置
の外観斜視図である。

【図２】本発明に係る第１実施例のパンタグラフ機構の
外観斜視図である。

【図３】本発明に係る第２実施例のマニピュレータ装置
の外観斜視図である。

【図４】本発明に係る第３実施例のマニピュレータ装置
の外観斜視図である。

【図５】本発明に係る第３実施例のパンタグラフ装置の
外観斜視図である。

【符号の説明】

１０・・・固定板 １１、１２、１３・・・回動板 １５・・・アクチュエータ（駆動手段） １５ａ・・・モータ（駆動部） １５ｂ・・・ボールネジ（駆動部） １６・・・駆動部 １９・・・被駆動部材 ２０、２０ａ、２０ｂ・・・パンタグラフ機構 ２１・・・第１メンバー ２２・・・第２メンバー ２３・・・第３メンバー ２４・・・第４メンバー

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定板と、第１から第４のメンバーを互
   いに回動可能に結合したパンタグラフ機構と、 前記固定板または前記固定板に回動自在に取り付けられ
   た回動板に固定され、前記メンバーの隣合う第１及び第
   ２メンバー間の角度を変化させる駆動手段と前記パンタ
   グラフ機構の前記駆動手段にて駆動されない第３及び第
   ４メンバーの結合部に一体的に取り付けられた被駆動部
   材とを備えたことを特徴とするマニピュレータ装置。
2. 【請求項２】 前記駆動手段は、前記回動板または前記
   回動板に互いに所定の角度をもった状態で固定された２
   本のアクチュエータと、該アクチュエータに沿って直線
   往復動可能で且つ前記第１及び第２メンバーに取り付け
   られた可動部と、該可動部を往復動させる駆動部とを備
   えたことを特徴とする請求項１記載のマニピュレータ装
   置。