JPH10277985A - 位置決め装置 - Google Patents
位置決め装置Info
- Publication number
- JPH10277985A JPH10277985A JP7741097A JP7741097A JPH10277985A JP H10277985 A JPH10277985 A JP H10277985A JP 7741097 A JP7741097 A JP 7741097A JP 7741097 A JP7741097 A JP 7741097A JP H10277985 A JPH10277985 A JP H10277985A
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- Japan
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- arm
- end effector
- fixed
- arms
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パラレルリンク機構の慣性を低減し、エンド
エフェクタの位置決め装置を高精度化かつ高速化するこ
とである。 【解決手段】 パラレルリンク機構のサーボモータ１７
をベース１６に取り付けることにより、駆動装置をパラ
レルリンク機構の可動部から取り除くとともに、等速ジ
ョイント２０でサーボモータ１７の回転をアーム２１に
伝達し、ボールねじ２５でアーム２１を伸縮させるよう
にした。
エフェクタの位置決め装置を高精度化かつ高速化するこ
とである。 【解決手段】 パラレルリンク機構のサーボモータ１７
をベース１６に取り付けることにより、駆動装置をパラ
レルリンク機構の可動部から取り除くとともに、等速ジ
ョイント２０でサーボモータ１７の回転をアーム２１に
伝達し、ボールねじ２５でアーム２１を伸縮させるよう
にした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、工作機械やロボ
ットマニプレータに取り付けられるエンドエフェクタの
位置決め装置に関するものである。
ットマニプレータに取り付けられるエンドエフェクタの
位置決め装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】工作機械やロボットマニプレータに取り
付けられるエンドエフェクタの３次元位置決めは、元
来、直交する３軸方向に各々独立してエンドエフェクタ
を移動させる駆動装置を備え、これらの駆動装置の作動
量の組み合わせでエンドエフェクタの位置決めを行う、
いわゆる直交スライド方式で行われていた。
付けられるエンドエフェクタの３次元位置決めは、元
来、直交する３軸方向に各々独立してエンドエフェクタ
を移動させる駆動装置を備え、これらの駆動装置の作動
量の組み合わせでエンドエフェクタの位置決めを行う、
いわゆる直交スライド方式で行われていた。
【０００３】近年、ベースに複数のアームを並列に取り
付け、これらのアームをリンク機構と組み合わせて作動
させるパラレルリンク機構が開発され、エンドエフェク
タの位置決め装置として利用され始めている。一般にエ
ンドエフェクタは上記の複数のアームの先端に取り付け
られ、アームの伸縮とリンク機構による屈曲の組み合わ
せで、エンドエフェクタの位置決めが行われる。このパ
ラレルリンク機構は、上記の直交スライド方式に較べて
構造がシンプルで剛性が高く、かつ位置決めを高精度、
高速で行うことができる利点を有しており、現在もさら
に開発が進められている。
付け、これらのアームをリンク機構と組み合わせて作動
させるパラレルリンク機構が開発され、エンドエフェク
タの位置決め装置として利用され始めている。一般にエ
ンドエフェクタは上記の複数のアームの先端に取り付け
られ、アームの伸縮とリンク機構による屈曲の組み合わ
せで、エンドエフェクタの位置決めが行われる。このパ
ラレルリンク機構は、上記の直交スライド方式に較べて
構造がシンプルで剛性が高く、かつ位置決めを高精度、
高速で行うことができる利点を有しており、現在もさら
に開発が進められている。
【０００４】従来のパラレルリンク機構を用いたエンド
エフェクタの位置決め装置の代表例を図４および図５に
示す。図４は、台上に固定設置されたベースとしての固
定トラス１に、球面軸受２を介して６本のアーム３が取
り付けられている。これらのアーム３には各々先端側に
も球面軸受４が取り付けられ、これらの球面軸受４を介
して、移動トラス５が連結され、ここにエンドエフェク
タ６が取り付けられている。また、上記の６本のアーム
３には、各々サーボモータ７が並列に、すなわちサーボ
モータ７の主軸がタイミングベルト８でアーム３に組み
込まれたボールねじ９の回転軸に連結するように取り付
けられている。したがって、サーボモータ７によりボー
ルねじ９が回転し、各々のアーム３が伸縮されることに
より、エンドエフェクタ６を取り付けたトラス５が上下
動あるいは傾動し、エンドエフェクタ６の位置決めが行
われる。
エフェクタの位置決め装置の代表例を図４および図５に
示す。図４は、台上に固定設置されたベースとしての固
定トラス１に、球面軸受２を介して６本のアーム３が取
り付けられている。これらのアーム３には各々先端側に
も球面軸受４が取り付けられ、これらの球面軸受４を介
して、移動トラス５が連結され、ここにエンドエフェク
タ６が取り付けられている。また、上記の６本のアーム
３には、各々サーボモータ７が並列に、すなわちサーボ
モータ７の主軸がタイミングベルト８でアーム３に組み
込まれたボールねじ９の回転軸に連結するように取り付
けられている。したがって、サーボモータ７によりボー
ルねじ９が回転し、各々のアーム３が伸縮されることに
より、エンドエフェクタ６を取り付けたトラス５が上下
動あるいは傾動し、エンドエフェクタ６の位置決めが行
われる。
【０００５】図５は、ベースとしての支柱１０に４本の
アーム１２、１３が取り付けられ、これらのアームの先
端にエンドエフェクタ１１が取り付けられている。４本
のアームのうち、左右および下側の３本のアーム１２が
能動アーム、中央のアーム１３は、他の３本のアーム１
２の動きに追従するのみの従動アームである。この例の
場合は、サーボモータ１４が各々の能動アーム１２に組
み込まれたボールねじ１５の回転軸に直列に取り付けら
れ、このボールねじ１５の回転により各々の能動アーム
１２が独立に伸縮し、エンドエフェクタ１１の位置決め
を行うように構成されている。
アーム１２、１３が取り付けられ、これらのアームの先
端にエンドエフェクタ１１が取り付けられている。４本
のアームのうち、左右および下側の３本のアーム１２が
能動アーム、中央のアーム１３は、他の３本のアーム１
２の動きに追従するのみの従動アームである。この例の
場合は、サーボモータ１４が各々の能動アーム１２に組
み込まれたボールねじ１５の回転軸に直列に取り付けら
れ、このボールねじ１５の回転により各々の能動アーム
１２が独立に伸縮し、エンドエフェクタ１１の位置決め
を行うように構成されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】図４および図５に示し
たように、従来のパラレルリンク機構を用いたエンドエ
フェクタの位置決め装置では、サーボモータ等の駆動装
置が可動部であるアームに一体的に取り付けられ、これ
らのアームと一緒に移動するため、駆動装置の質量がパ
ラレルリンク機構に加算され、パラレルリンク機構の慣
性が大きくなる。したがって、エンドエフェクタを動か
すための力とモーメントの負荷が増大し、この負荷の増
大が位置決め装置の高精度化、高速化を阻害する問題が
ある。
たように、従来のパラレルリンク機構を用いたエンドエ
フェクタの位置決め装置では、サーボモータ等の駆動装
置が可動部であるアームに一体的に取り付けられ、これ
らのアームと一緒に移動するため、駆動装置の質量がパ
ラレルリンク機構に加算され、パラレルリンク機構の慣
性が大きくなる。したがって、エンドエフェクタを動か
すための力とモーメントの負荷が増大し、この負荷の増
大が位置決め装置の高精度化、高速化を阻害する問題が
ある。
【０００７】上記の力とモーメントの負荷の増大はパラ
レルリンク機構の剛性不足をもたらす場合もある。剛性
不足を補うためにアームやリンク機構を補強すること
は、パラレルリンク機構の慣性をさらに増大させること
になる。
レルリンク機構の剛性不足をもたらす場合もある。剛性
不足を補うためにアームやリンク機構を補強すること
は、パラレルリンク機構の慣性をさらに増大させること
になる。
【０００８】そこで、この発明の課題は、エンドエフェ
クタの位置決め装置に使用されるパラレルリンク機構の
慣性を低減し、エンドエフェクタの位置決め装置の高精
度化、高速化を実現することである。
クタの位置決め装置に使用されるパラレルリンク機構の
慣性を低減し、エンドエフェクタの位置決め装置の高精
度化、高速化を実現することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明は、エンドエフェクタの位置決め装置に
おいて、ベースの少なくとも３箇所以上の異なる位置に
それぞれ独立した駆動装置を固定し、これらの駆動装置
の主軸に自在継手を介して、駆動装置により伸縮される
アームを連結し、これらのアームの先端に自在継手を介
してエンドエフェクタを取り付けた構成を採用したので
ある。
めに、この発明は、エンドエフェクタの位置決め装置に
おいて、ベースの少なくとも３箇所以上の異なる位置に
それぞれ独立した駆動装置を固定し、これらの駆動装置
の主軸に自在継手を介して、駆動装置により伸縮される
アームを連結し、これらのアームの先端に自在継手を介
してエンドエフェクタを取り付けた構成を採用したので
ある。
【００１０】すなわち、この発明によるエンドエフェク
タの位置決め装置は、駆動装置をベースに固定している
ため、駆動装置がアームと一緒に移動することがなく、
パラレルリンク機構の慣性を著しく低減して、エンドエ
フェクタの位置決め装置の高精度化、高速化を実現する
ことができる。
タの位置決め装置は、駆動装置をベースに固定している
ため、駆動装置がアームと一緒に移動することがなく、
パラレルリンク機構の慣性を著しく低減して、エンドエ
フェクタの位置決め装置の高精度化、高速化を実現する
ことができる。
【００１１】さらに、上記駆動装置の主軸とアームを連
結する自在継手を等速ジョイントとし、かつアームをボ
ールねじで伸縮させることにより、駆動装置としてのサ
ーボモータの回転を精度よくアームの伸縮量に変換する
ことができる。
結する自在継手を等速ジョイントとし、かつアームをボ
ールねじで伸縮させることにより、駆動装置としてのサ
ーボモータの回転を精度よくアームの伸縮量に変換する
ことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、図１乃至図３に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。この実施形態のエンドエ
フェクタの位置決め装置は、図１および図２に示すよう
に、ベース１６の異なる３箇所の位置に駆動装置として
のサーボモータ１７が固定され、その主軸１８もベース
１６に固定された主軸受け１９で固定されている。各々
のサーボモータ１７の主軸１８には等速ジョイント２０
を介してアーム２１が連結されている。各々のアーム２
１の先端にも自在継手としての等速ジョイント２２を介
してエンドエフェクタ２３が取り付けられている。この
自在継手としては、クロスピン型ユニバーサルジョイン
ト等を用いてもよい。なお、エンドエフェクタ２３には
工具としてのドリル２４がセットされている。
の発明の実施形態を説明する。この実施形態のエンドエ
フェクタの位置決め装置は、図１および図２に示すよう
に、ベース１６の異なる３箇所の位置に駆動装置として
のサーボモータ１７が固定され、その主軸１８もベース
１６に固定された主軸受け１９で固定されている。各々
のサーボモータ１７の主軸１８には等速ジョイント２０
を介してアーム２１が連結されている。各々のアーム２
１の先端にも自在継手としての等速ジョイント２２を介
してエンドエフェクタ２３が取り付けられている。この
自在継手としては、クロスピン型ユニバーサルジョイン
ト等を用いてもよい。なお、エンドエフェクタ２３には
工具としてのドリル２４がセットされている。
【００１３】各々のアーム２１は図３に示すように、サ
ーボモータ１７の主軸１８が回転することにより、この
回転が等速ジョイント２０を介してアーム２１に組み込
まれたボールねじ２５のねじ軸２６に伝達され、ボール
ねじ２５のナット２５ａに取り付けられたアーム２１が
伸縮する。したがって、各々のサーボモータ１７を独立
に駆動することにより、３本のアーム２１の長さを調節
でき、図１および図２に一点鎖線で示したように、エン
ドエフェクタ２３を３次元の任意の位置に移動させるこ
とができる。
ーボモータ１７の主軸１８が回転することにより、この
回転が等速ジョイント２０を介してアーム２１に組み込
まれたボールねじ２５のねじ軸２６に伝達され、ボール
ねじ２５のナット２５ａに取り付けられたアーム２１が
伸縮する。したがって、各々のサーボモータ１７を独立
に駆動することにより、３本のアーム２１の長さを調節
でき、図１および図２に一点鎖線で示したように、エン
ドエフェクタ２３を３次元の任意の位置に移動させるこ
とができる。
【００１４】上記の等速ジョイント２０はその特性によ
り、サーボモータ１７の主軸１８とアーム２１の交叉角
が変化しても、アーム２１に組み込まれたねじ軸２６が
サーボモータ１７の主軸１８と等速で回転する。また、
ボールねじ２５はねじの回転に対する摩擦抵抗が小さ
い。したがって、この等速ジョイント２０とボールねじ
２５の組み合わせにより、サーボモータ１７は小さい負
荷で精度よくアーム２１の伸縮量を制御できる。なお、
エンドエフェクタ２３に取り付けられた等速ジョイント
２２は、ボルト２７で回転を固定されており、アーム２
１の角度を自在に変化させるためのみに使用されてい
る。
り、サーボモータ１７の主軸１８とアーム２１の交叉角
が変化しても、アーム２１に組み込まれたねじ軸２６が
サーボモータ１７の主軸１８と等速で回転する。また、
ボールねじ２５はねじの回転に対する摩擦抵抗が小さ
い。したがって、この等速ジョイント２０とボールねじ
２５の組み合わせにより、サーボモータ１７は小さい負
荷で精度よくアーム２１の伸縮量を制御できる。なお、
エンドエフェクタ２３に取り付けられた等速ジョイント
２２は、ボルト２７で回転を固定されており、アーム２
１の角度を自在に変化させるためのみに使用されてい
る。
【００１５】この実施形態ではエンドエフェクタ２３を
支えるアーム２１の本数を３本としたが、工作物の加工
負荷や大きさ等によって、アーム２１の本数を増加して
もよい。また、この実施形態ではサーボモータ１７の主
軸１８をベース面に平行に取り付けたが、工作機械やロ
ボットマニプレータの種類によって、主軸１８の取り付
け角度を任意に選定してもよい。
支えるアーム２１の本数を３本としたが、工作物の加工
負荷や大きさ等によって、アーム２１の本数を増加して
もよい。また、この実施形態ではサーボモータ１７の主
軸１８をベース面に平行に取り付けたが、工作機械やロ
ボットマニプレータの種類によって、主軸１８の取り付
け角度を任意に選定してもよい。
【００１６】
【発明の効果】以上のように、この発明は、パラレルリ
ンク機構の駆動装置をベースに固定して取り付けるよう
にしているため、パラレルリンク機構の慣性を著しく低
減でき、エンドエフェクタの位置決めを高精度かつ高速
で行うことができる。また、駆動装置の主軸とアームを
等速ジョイントで連結し、かつ、アームの伸縮をボール
ねじで行うため、サーボモータの回転を精度よくアーム
の伸縮量に変換することができる。
ンク機構の駆動装置をベースに固定して取り付けるよう
にしているため、パラレルリンク機構の慣性を著しく低
減でき、エンドエフェクタの位置決めを高精度かつ高速
で行うことができる。また、駆動装置の主軸とアームを
等速ジョイントで連結し、かつ、アームの伸縮をボール
ねじで行うため、サーボモータの回転を精度よくアーム
の伸縮量に変換することができる。
【図１】実施形態の位置決め装置の外観側面図
【図２】同上の下部からの外観平面図
【図３】同上の一部拡大縦断側面図
【図４】従来の位置決め装置の外観図
【図５】他の従来の位置決め装置の外観図
１ 固定トラス ２、４ 球面軸受 ３、１２、１３、２１ アーム ５ 移動トラス ６、１１、２３ エンドエフェクタ ７、１４、１７ サーボモータ ８ タイミングベルト ９、１５ ボールねじ １０ 支柱 １６ ベース １８ 主軸 １９ 主軸受け ２０、２２ 等速ジョイント ２４ ドリル ２５ ボールねじ ２５ａ ナット ２６ ねじ軸 ２７ ボルト
Claims (2)
- 【請求項１】 ベースの少なくとも３箇所以上の異なる
位置にそれぞれ独立した駆動装置を固定し、これらの駆
動装置の主軸に自在継手を介して、駆動装置により伸縮
されるアームを連結し、これらのアームの先端に自在継
手を介してエンドエフェクタを取り付けたことを特徴と
する位置決め装置。 - 【請求項２】 上記駆動装置の主軸とアームを連結する
自在継手が等速ジョイントであり、かつアームがボール
ねじで伸縮することを特徴とする請求項１に記載の位置
決め装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7741097A JPH10277985A (ja) | 1997-01-30 | 1997-03-28 | 位置決め装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9-16777 | 1997-01-30 | ||
| JP1677797 | 1997-01-30 | ||
| JP7741097A JPH10277985A (ja) | 1997-01-30 | 1997-03-28 | 位置決め装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10277985A true JPH10277985A (ja) | 1998-10-20 |
Family
ID=26353173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7741097A Pending JPH10277985A (ja) | 1997-01-30 | 1997-03-28 | 位置決め装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10277985A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100471749B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2005-03-17 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 |
| US6988350B2 (en) | 2001-07-18 | 2006-01-24 | Ishida Co., Ltd. | Packaging system |
| JP2009101454A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Iwate Univ | 物体の研磨方法及び物体の研磨装置 |
| CN104162838A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 青岛理工大学 | 基于万向节与滚珠丝杠结构的并联型去毛刺机及去毛刺方法 |
| JP2015061613A (ja) * | 2001-06-29 | 2015-04-02 | インテュイティブ サージカル インコーポレイテッド | アクチュエータ装置 |
| JP2016180218A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 東急建設株式会社 | 移動架構装置 |
| US9585641B2 (en) | 2002-12-06 | 2017-03-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Flexible wrist for surgical tool |
| CN106737603A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 北京工业大学 | 一种滚珠丝杠串联齿轮齿条式的动平台机构 |
| US9730572B2 (en) | 2001-06-29 | 2017-08-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Articulate and swappable endoscope for a surgical robot |
| CN107962207A (zh) * | 2017-10-27 | 2018-04-27 | 上海工程技术大学 | 一种可移动式并联钻孔机器人 |
| CN110465928A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-19 | 河北工业大学 | 一种仓储商品取放移动平台及该移动平台的路径规划方法 |
| WO2021017205A1 (zh) * | 2019-07-31 | 2021-02-04 | 清华大学 | 一种并联吸附式加工机器人 |
| JP2022064290A (ja) * | 2020-10-13 | 2022-04-25 | コアーテック株式会社 | 伸縮装置 |
| US11835115B1 (en) | 2022-12-01 | 2023-12-05 | CORETECH Co., Ltd | Telescopic apparatus |
-
1997
- 1997-03-28 JP JP7741097A patent/JPH10277985A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9730572B2 (en) | 2001-06-29 | 2017-08-15 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Articulate and swappable endoscope for a surgical robot |
| US9717486B2 (en) | 2001-06-29 | 2017-08-01 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus for pitch and yaw rotation |
| US10105128B2 (en) | 2001-06-29 | 2018-10-23 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus for pitch and yaw rotation |
| JP2015061613A (ja) * | 2001-06-29 | 2015-04-02 | インテュイティブ サージカル インコーポレイテッド | アクチュエータ装置 |
| JP2016127976A (ja) * | 2001-06-29 | 2016-07-14 | インテュイティブ サージカル インコーポレイテッド | アクチュエータ装置 |
| US10506920B2 (en) | 2001-06-29 | 2019-12-17 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Articulate and swappable endoscope for a surgical robot |
| US11051794B2 (en) | 2001-06-29 | 2021-07-06 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Apparatus for pitch and yaw rotation |
| US6988350B2 (en) | 2001-07-18 | 2006-01-24 | Ishida Co., Ltd. | Packaging system |
| KR100471749B1 (ko) * | 2002-11-06 | 2005-03-17 | 재단법인서울대학교산학협력재단 | 3자유도 병렬기구를 이용한 미세 운동기와 미세 부품 가공기 |
| US9585641B2 (en) | 2002-12-06 | 2017-03-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Flexible wrist for surgical tool |
| US11633241B2 (en) | 2002-12-06 | 2023-04-25 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Flexible wrist for surgical tool |
| US10524868B2 (en) | 2002-12-06 | 2020-01-07 | Intuitive Surgical Operations, Inc. | Flexible wrist for surgical tool |
| JP2009101454A (ja) * | 2007-10-23 | 2009-05-14 | Iwate Univ | 物体の研磨方法及び物体の研磨装置 |
| CN104162838A (zh) * | 2014-08-07 | 2014-11-26 | 青岛理工大学 | 基于万向节与滚珠丝杠结构的并联型去毛刺机及去毛刺方法 |
| JP2016180218A (ja) * | 2015-03-23 | 2016-10-13 | 東急建設株式会社 | 移動架構装置 |
| CN106737603A (zh) * | 2017-01-19 | 2017-05-31 | 北京工业大学 | 一种滚珠丝杠串联齿轮齿条式的动平台机构 |
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| CN110465928A (zh) * | 2019-08-23 | 2019-11-19 | 河北工业大学 | 一种仓储商品取放移动平台及该移动平台的路径规划方法 |
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| US11835115B1 (en) | 2022-12-01 | 2023-12-05 | CORETECH Co., Ltd | Telescopic apparatus |
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