JPH10329078A - Parallel link manipulator device - Google Patents
Parallel link manipulator deviceInfo
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- JPH10329078A JPH10329078A JP14286097A JP14286097A JPH10329078A JP H10329078 A JPH10329078 A JP H10329078A JP 14286097 A JP14286097 A JP 14286097A JP 14286097 A JP14286097 A JP 14286097A JP H10329078 A JPH10329078 A JP H10329078A
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- link
- pairs
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- movable member
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Links
Landscapes
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、パラレルリンクマ
ニプレータ装置に関し、詳しくは、産業用ロボット等に
適用することができ、ベース部材を並列に配設された3
組のリンク対を介して可動部材に連結し、該3組のリン
ク対を可動させることにより可動部材を6自由度で可動
させるようにしたパラレルリンクマニプレータ装置に関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel link manipulator device, and more particularly, to a parallel link manipulator device, which can be applied to an industrial robot or the like and has a base member arranged in parallel.
The present invention relates to a parallel link manipulator device which is connected to a movable member via a set of link pairs, and moves the movable member with six degrees of freedom by moving the three pairs of links.
【0002】[0002]
【従来の技術】産業ロボット等にあっては、ベース部材
と可動部材の間にリンクを直列に接続する所謂シリアル
リンクマニプレータ装置と、ベース部材を並列に配設さ
れた複数のリンク対を介して可動部材に連結する所謂パ
ラレルリンクマニプレータ装置があり、パラレルリンク
マニプレータ装置はシリアルリンクマニプレータ装置に
比べてコンパクトに6自由度の可動を行なうことができ
るというメリットを有している。2. Description of the Related Art In an industrial robot or the like, a so-called serial link manipulator device for connecting links between a base member and a movable member in series and a plurality of link pairs in which the base members are arranged in parallel. There is a so-called parallel link manipulator device connected to a movable member, and the parallel link manipulator device has an advantage that it can be moved in six degrees of freedom more compactly than a serial link manipulator device.
【0003】従来のこの種のパラレルリンクマニプレー
タ装置としては、例えば、特開平3−294193号公
報および特開平7−116983号公報に記載されたよ
うなものが知られている。このものは、ベース部材と可
動部材を伸縮自在な6組のリンク対によって接続し、6
組のリンク対の直動部を伸縮させることによってベース
部材に対して可動部材を6自由度の姿勢および位置で可
動させることができる(位置3自由度、姿勢3自由
度)。[0003] As a conventional parallel link manipulator of this type, for example, those described in JP-A-3-294193 and JP-A-7-116983 are known. In this apparatus, a base member and a movable member are connected by six sets of extendable link pairs.
The movable member can be moved with respect to the base member in six degrees of freedom postures and positions by expanding and contracting the linearly moving parts of the set of link pairs (position three degrees of freedom, posture three degrees of freedom).
【0004】また、このパラレルリンクマニプレータ装
置は、6本のリンク対によってベース部材と可動部材を
接続しているため、可動部材にかかる力を6つのリンク
対に分配することができるため、剛性を高めることがで
きるばかりでなく、リンク対が有する関節機構のガタを
平均化することができることから、可動精度を高くする
ことができるというメリットを有する。Further, in this parallel link manipulator device, since the base member and the movable member are connected by the six link pairs, the force applied to the movable member can be distributed to the six link pairs, so that the rigidity is increased. Not only can it be increased, but also the play of the joint mechanism of the link pair can be averaged, so that there is an advantage that the movable accuracy can be increased.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のパラレルリンクマニプレータ装置にあって
は、ベース部材および可動部材を6本のリンク対によっ
て接続していたため、6本のリンク対の干渉領域が大き
くなってしまい、可動部材の動作範囲が狭くなってしま
うという問題があった。However, in such a conventional parallel link manipulator device, since the base member and the movable member are connected by six link pairs, an interference area of the six link pairs is required. And the operating range of the movable member becomes narrow.
【0006】そこで本発明は、リンク対の干渉領域を小
さくすることができ、可動部材の可動範囲を広くするこ
とができるパラレルリンクマニプレータ装置を提供する
ことを目的としている。Accordingly, an object of the present invention is to provide a parallel link manipulator device capable of reducing the interference area of a link pair and increasing the movable range of a movable member.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の発明は、
上記課題を解決するために、ベース部材を並列に配設さ
れた3組のリンク対を介して可動部材に連結し、該3組
のリンク対を可動させることにより可動部材を可動させ
るようにしたパラレルリンクマニプレータ装置におい
て、前記各リンク対をそれぞれ4つの対偶によって連結
し、該4つの対偶は、ベース部材側に位置するものから
順に1自由度回転型の第1対偶、第2対偶、第3対偶お
よび3自由度回転型の第4対偶からなり、前記第1〜第
3対偶のうちの2つを駆動する駆動手段を設けることに
より、ベース部材に対して可動部材を6自由度で可動さ
せるようにしたことを特徴としている。According to the first aspect of the present invention,
In order to solve the above problem, a base member is connected to a movable member via three sets of link pairs arranged in parallel, and the movable member is moved by moving the three pairs of links. In the parallel link manipulator device, each of the link pairs is connected by four pairs, and the four pairs are one-degree-of-freedom-rotating first pairs, second pairs, and third pairs in order from the one located on the base member side. The movable member is movable with six degrees of freedom with respect to the base member by providing a driving means for driving two of the first to third pairs even-numbered and a fourth pair of rotation type having three degrees of freedom. It is characterized by doing so.
【0008】その場合、第1〜第3対偶のうちの2つを
駆動することで、他の対偶が駆動される対偶に追随して
移動し、可動部材が6自由度で可動する。そして、リン
ク対を3本にしても可動部材を6自由度で可動させるこ
とができるため、リンク対の干渉領域を小さくすること
ができ、可動部材の可動範囲を広くすることができる。In this case, by driving two of the first to third pairs, the other pair moves following the driven pair, and the movable member moves with six degrees of freedom. Since the movable member can be moved with six degrees of freedom even with three link pairs, the interference region of the link pair can be reduced, and the movable range of the movable member can be increased.
【0009】なお、リンク対の数を3本にしたのは、リ
ンク対の数を2本以下にした場合には、可動部材を6自
由度で可動することができず、リンク対を4本以上にし
た場合には、リンク対の干渉領域を小さくすることがで
きないためである。請求項2記載の発明は、上記課題を
解決するために、請求項1記載の発明において、前記駆
動手段が、第2対偶および第3対偶に設けられた回転モ
ータからなることを特徴としている。The reason why the number of link pairs is set to three is that when the number of link pairs is set to two or less, the movable member cannot be moved with six degrees of freedom, and four link pairs are used. This is because, in the case described above, the interference area of the link pair cannot be reduced. According to a second aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the first aspect of the present invention, the driving means includes rotary motors provided in a second pair and a third pair.
【0010】その場合、回転モータによって第2対偶お
よび第3対偶を駆動することにより、第1対偶および第
4対偶を第2対偶および第3対偶に追随して確実に移動
させることができ、可動部材を6自由度で可動すること
ができる。また、駆動手段として汎用的な回転モータを
使用しているため、安価なマニプレータ装置を得ること
ができる。In this case, the second pair and the third pair are driven by the rotary motor, so that the first pair and the fourth pair can be reliably moved to follow the second pair and the third pair. The member can be moved with six degrees of freedom. Further, since a general-purpose rotary motor is used as the driving means, an inexpensive manipulator device can be obtained.
【0011】請求項3記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項2記載の発明において、前記駆動手段
が、第2対偶に設けられた第1回転モータと、該第2対
偶の近傍に設けられた第2回転モータと、該第2回転モ
ータの駆動を第3対偶に伝達するベルトと、からなるこ
とを特徴としている。その場合、回転モータのうちの第
2回転モータを第2対偶の近傍に設けて第3対偶に直接
設けないようにすることにより、第2回転モータに加わ
る負荷を低減することができ、リンク対の可動時の応答
速度を高めることができる。また、ベルトによって第2
回転モータの駆動力を第3対偶に伝達するようにしたた
め、駆動手段を小型化することができ、結果的にマニプ
レータ装置を小型化することができる。According to a third aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the second aspect of the present invention, the driving means includes a first rotating motor provided in a second pair and a second rotating motor provided in the second pair. It is characterized by comprising a second rotary motor provided in the vicinity and a belt for transmitting the drive of the second rotary motor to a third pair. In this case, the load applied to the second rotating motor can be reduced by providing the second rotating motor among the rotating motors near the second pair and not directly at the third pair. The response speed of the movable member can be increased. In addition, the second
Since the driving force of the rotary motor is transmitted to the third pair, the driving means can be downsized, and as a result, the manipulator device can be downsized.
【0012】請求項4記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項2記載の発明において、前記駆動手段
が、第2対偶に設けられた第1回転モータと、該第2対
偶の近傍に設けられた第2回転モータと、該第2回転モ
ータの駆動を第3対偶に伝達する伝達リンクと、からな
ることを特徴としている。その場合、第2回転モータの
駆動を伝達リンクを介して第3対偶に伝達したため、ベ
ルトのように撓みが発生するのを防止して可動部材が位
置ずれするのを防止することができ、可動部材を正確に
位置決めすることができる。According to a fourth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the second aspect of the present invention, the driving means includes a first rotating motor provided in a second pair and a second pair of rotating motors. It is characterized by comprising a second rotary motor provided in the vicinity and a transmission link for transmitting the drive of the second rotary motor to a third pair. In this case, since the drive of the second rotary motor is transmitted to the third pair via the transmission link, it is possible to prevent the occurrence of bending like a belt and to prevent the movable member from being displaced. The member can be positioned accurately.
【0013】請求項5記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項1記載の発明において、前記駆動手段
が、第1対偶および第2対偶に設けられた回転モータか
らなることを特徴としている。その場合、第1対偶を固
定ベースに回転自在に取付けることができ、リンク対の
可動部の質量を低減することができる。このため、リン
ク対の可動時の応答速度を高めることができる。According to a fifth aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problem, in the first aspect of the present invention, the driving means comprises rotary motors provided in a first pair and a second pair. And In that case, the first pair can be rotatably attached to the fixed base, and the mass of the movable portion of the link pair can be reduced. Therefore, the response speed when the link pair is movable can be increased.
【0014】請求項6記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項1〜5何れかに記載の発明において、
前記第4対偶がボールジョイントからなることを特徴と
している。その場合、簡易な構成を有するボールジョイ
ントによって第4対偶を構成しているため、第4対偶を
小型、かつ低コストなものにして小型、かつ低コストな
マニプレータ装置を得ることができる。According to a sixth aspect of the present invention, in order to solve the above problems, in the first aspect of the present invention,
The fourth pair is formed of a ball joint. In this case, since the fourth pair is formed by a ball joint having a simple configuration, the fourth pair can be reduced in size and cost, and a small-sized and low-cost manipulator device can be obtained.
【0015】請求項7記載の発明は、上記課題を解決す
るために、請求項1〜5何れかに記載の発明において、
前記第4対偶がユニバーサルジョイントからなることを
特徴としている。このようにしたのは、ボールジョイン
トの場合には、軸受とボールの隙間が大きく、リンク対
の可動時の精度が低下してしまうのに加えて可動範囲が
狭いため、可動部材の位置決め精度が低下してしまうと
ともに可動部材の可動範囲を制限してしまうのに対し
て、第4対偶としてユニバーサルジョイントを設けるこ
とにより、リンク対の可動時の精度を向上させることが
できるとともに可動範囲を広くすることができ、可動部
材の位置決め精度を向上させることができるとともに可
動範囲を広くすることができるからである。According to a seventh aspect of the present invention, in order to solve the above-mentioned problems, in the first aspect of the present invention,
The fourth pair includes a universal joint. This is because, in the case of a ball joint, the gap between the bearing and the ball is large, and the accuracy when the link pair moves is reduced. In addition, since the movable range is narrow, the positioning accuracy of the movable member is reduced. By providing a universal joint as the fourth pair, the accuracy when the link pair is movable can be improved and the movable range can be widened, whereas the movable range of the movable member is reduced and the movable range is restricted. This is because the positioning accuracy of the movable member can be improved and the movable range can be widened.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図1〜4は本発明に係るパラレルリ
ンクマニプレータ装置の第1実施形態を示す図であり、
請求項1、2、3、6に対応している。まず、構成を説
明する。図1〜3において、1はベース部材であり、こ
のベース部材1は3組のリンク対2、3、4を介して可
動部材5に連結されている。また、ベース部材1および
可動部材5は三角形状をしており、各リンク対2〜4の
両端部はベース部材1および可動部材5の各辺に取付け
られている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are views showing a first embodiment of a parallel link manipulator device according to the present invention,
This corresponds to claims 1, 2, 3, and 6. First, the configuration will be described. 1 to 3, reference numeral 1 denotes a base member, and the base member 1 is connected to a movable member 5 through three pairs of links 2, 3, and 4. The base member 1 and the movable member 5 have a triangular shape, and both ends of each link pair 2 to 4 are attached to each side of the base member 1 and the movable member 5.
【0017】また、各リンク対2〜4はそれぞれ4つの
対偶によって連結されており、この4つの対偶は、ベー
ス部材1側に位置するものから順に1自由度回転型の第
1対偶6、第2対偶7、第3対偶8および3自由度回転
型の第4対偶9から構成されている。なお、各リンク対
2〜4は全て同じ形状であるため、各リンク対2〜4の
各対偶を同一符号で示す。The link pairs 2 to 4 are connected to each other by four pairs, and the four pairs are the one-degree-of-freedom rotating first pair 6 and the fourth pair in order from the one located on the base member 1 side. It is composed of a 2-pair 7, a 3-pair 8, and a 3-degree-of-freedom rotating fourth pair 9. Since all the link pairs 2 to 4 have the same shape, each pair of the link pairs 2 to 4 is indicated by the same reference numeral.
【0018】第1対偶6はベース1に設けられた軸受10
とこの軸受10に対してZ軸回りに回転自在な第1リンク
11から構成されており、この第1リンク11は第2リンク
12の基端部に連結されている。第2リンク12の基端部に
は回転モータ(第1回転モータ、駆動手段)13の出力軸
13aに連結されており、この回転モータ13によってX軸
回りに揺動するようになっている。また、この第1リン
ク11と第2リンク12は第2対偶7を構成している。The first pair 6 is a bearing 10 provided on the base 1.
And a first link rotatable about the Z axis with respect to the bearing 10
The first link 11 is the second link
It is connected to 12 base ends. An output shaft of a rotary motor (first rotary motor, drive means) 13 is provided at a base end of the second link 12.
The rotary motor 13 swings around the X axis. The first link 11 and the second link 12 form a second pair 7.
【0019】また、第2リンク12の先端部は第3リンク
14の基端部に連結されており、第2リンク12には回転モ
ータ(第2回転モータ、駆動手段)15が取付けられてい
る。この回転モータ15の出力軸15aはベルト(駆動手
段)16を介して第3リンク14の基端部に設けられた連結
軸14aに接続されており、回転モータ15の駆動力はベル
ト16を介して第3リンク14に伝達されるようになってい
る。このため、第3リンク14は連結軸14aが第2リンク
12に設けられた軸受17を介してX軸回りに揺動するよう
になっている。また、第2リンク12および第3リンク14
が第3対偶8を構成している。The tip of the second link 12 is a third link.
A rotation motor (second rotation motor, drive means) 15 is attached to the second link 12. The output shaft 15a of the rotary motor 15 is connected to a connecting shaft 14a provided at the base end of the third link 14 via a belt (drive means) 16, and the driving force of the rotary motor 15 is transmitted via the belt 16. And transmitted to the third link 14. Therefore, the third link 14 is connected to the connecting shaft 14a by the second link.
It swings around the X-axis via a bearing 17 provided on 12. The second link 12 and the third link 14
Constitutes the third pair 8.
【0020】また、第3リンク14の先端部には図4に示
すボールジョイント18が設けられており、このボールジ
ョイント18のソケット18a側は第3リンク14の先端部に
取付けられ、ボール18b側が可動部材5に取付けられて
いる。また、このボールジョイント18は第4対偶9を構
成しており、X、Y、Z軸回りに揺動するようになって
いる。A ball joint 18 shown in FIG. 4 is provided at the distal end of the third link 14. The socket 18a side of the ball joint 18 is attached to the distal end of the third link 14, and the ball 18b side is It is attached to the movable member 5. The ball joint 18 forms a fourth pair 9, and swings around X, Y, and Z axes.
【0021】このような構成を有する本実施形態のマニ
プレータ装置にあっては、各リンク対2〜4をそれぞれ
4つの対偶6〜9によって連結し、この4つの対偶を、
ベース部材1側に位置するものから順に1自由度回転型
の第1対偶6、第2対偶7、第3対偶8および3自由度
回転型の第4対偶9から構成し、各リンク対2〜4の第
2対偶7および第3対偶8を回転モータ13、15およびベ
ルト16によって駆動することにより、第1対偶6および
第4対偶9が第2対偶7および第3対偶8に追随して移
動するため、可動部材5をX、Y、Z方向およびX、
Y、Z軸回りの6自由度で可動させることができる。In the manipulator device of this embodiment having such a configuration, the link pairs 2 to 4 are connected by four pairs 6 to 9 respectively, and the four pairs are connected to each other.
The first pair 6, the second pair 7, the third pair 8, and the third pair 9 of the three-degree-of-freedom rotation type are configured in order from the one located on the base member 1 side. By driving the second pair 7 and the third pair 8 of 4 by the rotary motors 13 and 15 and the belt 16, the first pair 6 and the fourth pair 9 move following the second pair 7 and the third pair 8, respectively. To move the movable member 5 in the X, Y, Z directions and X,
It can be moved with six degrees of freedom around the Y and Z axes.
【0022】そして、リンク対2〜4を3本にしても可
動部材5を6自由度で可動させることができるため、リ
ンク対2〜4の干渉領域を小さくすることができ、可動
部材5の可動範囲を広くすることができる。なお、リン
ク対2〜4の数を3本にしたのは、リンク対2〜4の数
を2本以下にした場合には、可動部材5を6自由度で可
動することができず、リンク対2〜4を4本以上にした
場合には、リンク対2〜4の干渉領域を小さくすること
ができないためである。Since the movable member 5 can be moved with six degrees of freedom even with three link pairs 2 to 4, the interference area between the link pairs 2 to 4 can be reduced, and The movable range can be widened. The reason why the number of the link pairs 2 to 4 is set to three is that when the number of the link pairs 2 to 4 is set to two or less, the movable member 5 cannot be moved with six degrees of freedom. This is because if the number of pairs 2 to 4 is four or more, the interference area of link pairs 2 to 4 cannot be reduced.
【0023】また、第2対偶7および第3対偶8を回転
モータ13、15によって駆動したため、第1対偶6および
第4対偶9を第2対偶7および第3対偶8に追随して確
実に移動させることができ、可動部材5を6自由度で可
動することができる。また、駆動手段として汎用的な回
転モータ13、15を使用しているため、安価なマニプレー
タ装置を得ることができる。Further, since the second pair 7 and the third pair 8 are driven by the rotary motors 13 and 15, the first pair 6 and the fourth pair 9 follow the second pair 7 and the third pair 8 and are surely moved. The movable member 5 can be moved with six degrees of freedom. Further, since the general-purpose rotary motors 13 and 15 are used as the driving means, an inexpensive manipulator device can be obtained.
【0024】また、回転モータ15を第2リンク12に設け
るとともに、回転モータ15の駆動力をベルト16を介して
第3対偶8に伝達して回転モータ15を第3対偶8に直接
設けないようにすることにより、回転モータ15に加わる
負荷を低減することができ、リンク対2〜4の可動時の
応答速度を高めることができる。また、ベルト16によっ
て回転モータ15の駆動力を第3対偶8に伝達するように
したため、駆動手段を小型化することができ、結果的に
マニプレータ装置を小型化することができる。Also, the rotation motor 15 is provided on the second link 12 and the driving force of the rotation motor 15 is transmitted to the third pair 8 via the belt 16 so that the rotation motor 15 is not provided directly on the third pair 8. By doing so, the load applied to the rotary motor 15 can be reduced, and the response speed when the link pairs 2 to 4 move can be increased. Further, since the driving force of the rotary motor 15 is transmitted to the third pair 8 by the belt 16, the driving means can be reduced in size, and as a result, the manipulator device can be reduced in size.
【0025】さらに、第4対偶9をボールジョイント18
から構成したため、第4対偶9を簡易な構成にすること
ができ、第4対偶9を小型、かつ低コストなものにして
小型、かつ低コストなマニプレータ装置を得ることがで
きる。図5は本発明に係るパラレルリンクマニプレータ
装置の第2実施形態を示す図であり、請求項4に対応し
ている。なお、本実施形態では、第1実施形態に示すベ
ルトに代えて伝達リンクによって第3対偶を駆動した点
に特徴があり、第1実施形態と同様の構成には同一番号
を付して説明を省略する。Further, the fourth pair 9 is connected to the ball joint 18.
Therefore, the fourth pair 9 can have a simple configuration, and the fourth pair 9 can be reduced in size and cost to obtain a small-sized and low-cost manipulator device. FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the parallel link manipulator device according to the present invention, and corresponds to claim 4. Note that the present embodiment is characterized in that the third pair is driven by a transmission link instead of the belt shown in the first embodiment, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. Omitted.
【0026】図5において、第2リンク12に設けられた
回転モータ15の出力軸15aはリンク21の基端部に取付け
られており、このリンク21の先端部はリンク22の基端部
に取付けられている。また、リンク22の先端部は第1リ
ンク11と共に第3対偶8を構成する第2リンク23に連結
されており、これら各リンク21〜23は平行リンク(伝達
リンク)を構成している。In FIG. 5, the output shaft 15a of the rotary motor 15 provided on the second link 12 is attached to the proximal end of the link 21. The distal end of the link 21 is attached to the proximal end of the link 22. Have been. The tip of the link 22 is connected to the second link 23 forming the third pair 8 together with the first link 11, and these links 21 to 23 form parallel links (transmission links).
【0027】本実施形態では、回転モータ15が回転する
と、この回転がリンク21、22を介して第2リンク23に伝
達されることにより、第2リンク23がX軸回りに揺動す
るようになっており、この第3対偶8に加えて回転モー
タ13によって第2対偶7を駆動することにより、第1実
施形態と同様に可動部材5を6自由度で可動することが
でき、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。In the present embodiment, when the rotary motor 15 rotates, the rotation is transmitted to the second link 23 via the links 21 and 22, so that the second link 23 swings around the X axis. By driving the second pair 7 by the rotary motor 13 in addition to the third pair 8, the movable member 5 can be moved with six degrees of freedom as in the first embodiment. The same effect as in the embodiment can be obtained.
【0028】また、回転モータ15の駆動を伝達リンクを
介して第3対偶8に伝達したため、ベルトのように撓み
が発生するのを防止して可動部材5が位置ずれするのを
防止することができ、可動部材5を正確に位置決めする
ことができる。図6は本発明に係るパラレルリンクマニ
プレータ装置の第3実施形態を示す図であり、請求項5
に対応している。なお、本実施形態では、第1対偶およ
び第2対偶を回転モータによって駆動する点に特徴があ
り、第1実施形態と同様の構成には同一番号を付して説
明を省略する。Further, since the drive of the rotary motor 15 is transmitted to the third pair 8 via the transmission link, it is possible to prevent the occurrence of bending like a belt and to prevent the movable member 5 from being displaced. As a result, the movable member 5 can be accurately positioned. FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the parallel link manipulator device according to the present invention.
It corresponds to. The present embodiment is characterized in that the first pair and the second pair are driven by a rotary motor, and the same components as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
【0029】図6において、固定ベース1の内部には回
転モータ31が設けられており、この回転モータ31は第1
リンク32を軸受10に支持させてZ軸回りに回転させるよ
うになっている。また、この第1リンク32と軸受10は第
1対偶を構成している。また、第1リンク32は第2リン
ク33の基端部に取付けられており、第2リンク33の基端
部には回転モータ(駆動手段)34の出力軸34aに連結さ
れ、この回転モータ34によってX軸回りに揺動するよう
になっている。また、この第1リンク32と第2リンク33
は第2対偶7を構成している。In FIG. 6, a rotary motor 31 is provided inside the fixed base 1, and the rotary motor 31
The link 32 is supported by the bearing 10 and is rotated about the Z axis. The first link 32 and the bearing 10 constitute a first pair. The first link 32 is attached to the base end of the second link 33. The base end of the second link 33 is connected to an output shaft 34a of a rotary motor (drive means) 34. Swings around the X axis. The first link 32 and the second link 33
Constitutes the second pair 7.
【0030】また、第2リンク33の先端部は第3リンク
14の基端部に連結されており、第3リンク14は連結軸14
aが第2リンク33に設けられた軸受35を介してX軸回り
に揺動するようになっている。また、第2リンク33と第
3リンク14は第3対偶8を構成している。本実施形態で
は、各リンク対2〜4の第1対偶6および第2対偶7を
回転モータ31、34によって駆動することにより、第2対
偶7および第4対偶9が第1対偶6および第2対偶7に
追随して移動するため、可動部材5をX、Y、Z方向お
よびX、Y、Z軸回りの6自由度で可動させることがで
き、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。The tip of the second link 33 is a third link.
The third link 14 is connected to the base end of the
a swings around the X axis via a bearing 35 provided on the second link 33. The second link 33 and the third link 14 form a third pair 8. In the present embodiment, the first pair 6 and the second pair 7 of each link pair 2 to 4 are driven by the rotary motors 31 and 34, so that the second pair 7 and the fourth pair 9 become the first pair 6 and the second pair 6. Since the movable member 5 moves following the even number 7, the movable member 5 can be moved in the X, Y, and Z directions and in six degrees of freedom around the X, Y, and Z axes, and the same effect as in the first embodiment can be obtained. Can be.
【0031】また、第1対偶6に回転モータ31を設けた
ため、第1対偶6を固定ベース1に回転自在に取付ける
ことができ、リンク対2〜4の可動部の質量を低減する
ことができる。このため、リンク対2〜4の可動時の応
答速度を高めることができる。なお、上記各実施形態で
は、第4対偶9をボールジョイントから構成している
が、これに限らず、図7に示すようにユニバーサルジョ
イント36から構成してX、Y、Z軸回りに揺動するよう
にしても良い(請求項7に対応)。Further, since the rotary motor 31 is provided on the first pair 6, the first pair 6 can be rotatably mounted on the fixed base 1, and the mass of the movable portions of the link pairs 2 to 4 can be reduced. . Therefore, the response speed when the link pairs 2 to 4 are movable can be increased. In each of the above embodiments, the fourth pair 9 is formed of a ball joint. However, the present invention is not limited to this, and the fourth pair 9 may be formed of a universal joint 36 as shown in FIG. 7 to swing around the X, Y, and Z axes. Alternatively, it may be performed (corresponding to claim 7).
【0032】このようにすれば、ボールジョイントの場
合には、軸受とボールの隙間が大きく、リンク対2〜4
の可動時の精度が低下してしまうのに加えて可動範囲が
狭いため、可動部材5の位置決め精度が低下してしまう
とともに可動部材5の可動範囲を制限してしまうのに対
して、第4対偶9としてユニバーサルジョイント36を設
けることにより、リンク対2〜4の可動時の精度を向上
させることができるとともに可動範囲を広くすることが
でき、可動部材5の位置決め精度を向上させることがで
きるとともに可動範囲を広くすることができる。In this way, in the case of a ball joint, the clearance between the bearing and the ball is large, and the link pairs 2 to 4
In addition to the fact that the accuracy in moving the movable member 5 is reduced and the movable range is narrow, the positioning accuracy of the movable member 5 is reduced and the movable range of the movable member 5 is restricted. By providing the universal joint 36 as the pair 9, it is possible to improve the accuracy when the link pairs 2 to 4 are moved and to widen the movable range, so that the positioning accuracy of the movable member 5 can be improved. The movable range can be widened.
【0033】[0033]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、第1〜第
3対偶のうちの2つを駆動することで、他の対偶が駆動
される対偶に追随して移動し、可動部材が6自由度で可
動する。そして、リンク対を3本にしても可動部材を6
自由度で可動させることができるため、リンク対の干渉
領域を小さくすることができ、可動部材の可動範囲を広
くすることができる。According to the first aspect of the present invention, by driving two of the first to third pairs, the other pair moves following the driven pair, and the movable member is moved. It moves with 6 degrees of freedom. And, even if there are three link pairs, the movable member is 6
Since the movable member can be moved with a degree of freedom, the interference area of the link pair can be reduced, and the movable range of the movable member can be increased.
【0034】請求項2記載の発明によれば、回転モータ
によって第2対偶および第3対偶を駆動することによ
り、第1対偶および第4対偶を第2対偶および第3対偶
に追随して確実に移動させることができ、可動部材を6
自由度で可動することができる。また、駆動手段として
汎用的な回転モータを使用しているため、安価なマニプ
レータ装置を得ることができる。According to the second aspect of the present invention, the second pair and the third pair are driven by the rotary motor, so that the first pair and the fourth pair can follow the second pair and the third pair even assuredly. The movable member can be moved
It can be moved with any degree of freedom. Further, since a general-purpose rotary motor is used as the driving means, an inexpensive manipulator device can be obtained.
【0035】請求項3記載の発明によれば、回転モータ
のうちの第2回転モータを第2対偶の近傍に設けて第3
対偶に直接設けないようにすることにより、第2回転モ
ータに加わる負荷を低減することができ、リンク対の可
動時の応答速度を高めることができる。また、ベルトに
よって第2回転モータの駆動力を第3対偶に伝達するよ
うにしたため、駆動手段を小型化することができ、結果
的にマニプレータ装置を小型化することができる。According to the third aspect of the present invention, the second rotary motor among the rotary motors is provided near the second pair and the third rotary motor is provided.
By not providing the link pair directly, the load applied to the second rotary motor can be reduced, and the response speed when the link pair moves can be increased. Further, since the driving force of the second rotary motor is transmitted to the third pair by the belt, the driving means can be reduced in size, and as a result, the manipulator device can be reduced in size.
【0036】請求項4記載の発明によれば、第2回転モ
ータの駆動を伝達リンクを介して第3対偶に伝達したた
め、ベルトのように撓みが発生するのを防止して可動部
材が位置ずれするのを防止することができ、可動部材を
正確に位置決めすることができる。請求項5記載の発明
によれば、第1対偶を固定ベースに回転自在に取付ける
ことができ、リンク対の可動部の質量を低減することが
できる。このため、リンク対の可動時の応答速度を高め
ることができる。According to the fourth aspect of the present invention, since the driving of the second rotary motor is transmitted to the third pair via the transmission link, the movable member is prevented from being bent like a belt and displaced. Can be prevented, and the movable member can be accurately positioned. According to the invention described in claim 5, the first pair can be rotatably attached to the fixed base, and the mass of the movable portion of the link pair can be reduced. Therefore, the response speed when the link pair is movable can be increased.
【0037】請求項6記載の発明によれば、簡易な構成
を有するボールジョイントによって第4対偶を構成して
いるため、第4対偶を小型、かつ低コストなものにして
小型、かつ低コストなマニプレータ装置を得ることがで
きる。請求項7記載の発明によれば、ボールジョイント
の場合には、軸受とボールの隙間が大きく、リンク対の
可動時の精度が低下してしまうのに加えて可動範囲が狭
いため、可動部材の位置決め精度が低下してしまうとと
もに可動部材の可動範囲を制限してしまうのに対して、
第4対偶としてユニバーサルジョイントを設けることに
より、リンク対の可動時の精度を向上させることができ
るとともに可動範囲を広くすることができ、可動部材の
位置決め精度を向上させることができるとともに可動範
囲を広くすることができる。According to the sixth aspect of the present invention, since the fourth pair is formed by a ball joint having a simple structure, the fourth pair is made small and low-cost, so that it is small and low-cost. A manipulator device can be obtained. According to the seventh aspect of the invention, in the case of a ball joint, the gap between the bearing and the ball is large, and the accuracy of the link pair when moving is reduced. While the positioning accuracy is reduced and the movable range of the movable member is limited,
By providing a universal joint as the fourth pair, it is possible to improve the accuracy when the link pair is moved and to widen the movable range, thereby improving the positioning accuracy of the movable member and widening the movable range. can do.
【図1】本発明に係るパラレルリンクマニプレータ装置
の第1実施形態を示すその概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing a first embodiment of a parallel link manipulator device according to the present invention.
【図2】第1実施形態のパラレルリンクマニプレータ装
置の概略上面図である。FIG. 2 is a schematic top view of the parallel link manipulator device of the first embodiment.
【図3】(a)は第1実施形態のパラレルリンクマニプ
レータ装置の要部正面図、(b)はその要部側面図であ
る。3A is a front view of a main part of the parallel link manipulator device of the first embodiment, and FIG. 3B is a side view of the main part.
【図4】第1実施形態の第4対偶の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a fourth pair of the first embodiment.
【図5】本発明に係るパラレルリンクマニプレータ装置
の第2実施形態を示す図であり、(a)はそのパラレル
リンクマニプレータ装置の要部正面図、(b)はその要
部側面図である。FIGS. 5A and 5B are views showing a second embodiment of the parallel link manipulator device according to the present invention, wherein FIG. 5A is a front view of a main part of the parallel link manipulator device, and FIG. 5B is a side view of the main part.
【図6】本発明に係るパラレルリンクマニプレータ装置
の第3実施形態を示す図であり、(a)はそのパラレル
リンクマニプレータ装置の要部正面図、(b)はその要
部側面図である。FIGS. 6A and 6B are diagrams showing a third embodiment of the parallel link manipulator device according to the present invention, wherein FIG. 6A is a front view of a main part of the parallel link manipulator device, and FIG. 6B is a side view of the main part.
【図7】第1〜第3実施形態の第4対偶の他の態様を示
す図である。FIG. 7 is a diagram showing another aspect of the fourth pair of the first to third embodiments.
1 ベース部材 2〜4 リンク対 5 可動部材 6 第1対偶 7 第2対偶 8 第3対偶 9 第4対偶 13 回転モータ(第1回転モータ、駆動手段) 15 回転モータ(第2回転モータ、駆動手段) 16 ベルト(駆動手段) 18 ボールジョイント 21、22 リンク(伝達リンク) 23 第2リンク(伝達リンク) 31、34 回転モータ 36 ユニバーサルジョイント DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base member 2-4 Link pair 5 Movable member 6 1st even 7 2nd even 8 3rd even 9 4th even 13 Rotation motor (1st rotation motor, drive means) 15 rotation motor (2nd rotation motor, drive means) ) 16 Belt (drive means) 18 Ball joint 21, 22 Link (transmission link) 23 Second link (transmission link) 31, 34 Rotary motor 36 Universal joint
Claims (7)
ク対を介して可動部材に連結し、該3組のリンク対を可
動させることにより可動部材を可動させるようにしたパ
ラレルリンクマニプレータ装置において、 前記各リンク対をそれぞれ4つの対偶によって連結し、
該4つの対偶は、ベース部材側に位置するものから順に
1自由度回転型の第1対偶、第2対偶、第3対偶および
3自由度回転型の第4対偶からなり、 前記第1〜第3対偶のうちの2つを駆動する駆動手段を
設けることにより、ベース部材に対して可動部材を6自
由度で可動させるようにしたことを特徴とするパラレル
リンクマニプレータ装置。1. A parallel link manipulator in which a base member is connected to a movable member via three link pairs arranged in parallel, and the movable member is movable by moving the three link pairs. In the apparatus, the link pairs are connected by four pairs, respectively.
The four even pairs are, in order from the one located on the base member side, a first even number, a second even number, a third even number, and a fourth even number of the three degrees of freedom rotation type. A parallel link manipulator device wherein a movable member is movable with six degrees of freedom with respect to a base member by providing a driving means for driving two of the three pairs.
に設けられた回転モータからなることを特徴とする請求
項1記載のパラレルリンクマニプレータ装置。2. The parallel link manipulator device according to claim 1, wherein said driving means comprises rotary motors provided in a second pair and a third pair.
1回転モータと、該第2対偶の近傍に設けられた第2回
転モータと、該第2回転モータの駆動を第3対偶に伝達
するベルトと、からなることを特徴とする請求項2記載
のパラレルリンクマニプレータ装置。3. A driving device comprising: a first rotating motor provided in a second pair; a second rotating motor provided in the vicinity of the second pair; and a third pair of motors driving the second rotating motor. 3. The parallel link manipulator device according to claim 2, further comprising:
1回転モータと、該第2対偶の近傍に設けられた第2回
転モータと、該第2回転モータの駆動を第3対偶に伝達
する伝達リンクと、からなることを特徴とする請求項2
記載のパラレルリンクマニプレータ装置。4. The driving means includes a first rotating motor provided in a second pair, a second rotating motor provided in the vicinity of the second pair, and a third pair of motors driving the second rotating motor. And a transmission link for transmitting the data to the transmission line.
A parallel link manipulator device as described.
に設けられた回転モータからなることを特徴とする請求
項1記載のパラレルリンクマニプレータ装置。5. The parallel link manipulator device according to claim 1, wherein said driving means comprises rotary motors provided in a first pair and a second pair.
ことを特徴とする請求項1〜5何れかに記載のパラレル
リンクマニプレータ装置。6. The parallel link manipulator device according to claim 1, wherein said fourth pair comprises a ball joint.
らなることを特徴とする請求項1〜5何れかに記載のパ
ラレルリンクマニプレータ装置。7. The parallel link manipulator device according to claim 1, wherein said fourth pair comprises a universal joint.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14286097A JPH10329078A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Parallel link manipulator device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP14286097A JPH10329078A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Parallel link manipulator device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10329078A true JPH10329078A (en) | 1998-12-15 |
Family
ID=15325304
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14286097A Pending JPH10329078A (en) | 1997-06-02 | 1997-06-02 | Parallel link manipulator device |
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Country | Link |
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