JPH11210740A - Universal joint - Google Patents
Universal jointInfo
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- JPH11210740A JPH11210740A JP1596298A JP1596298A JPH11210740A JP H11210740 A JPH11210740 A JP H11210740A JP 1596298 A JP1596298 A JP 1596298A JP 1596298 A JP1596298 A JP 1596298A JP H11210740 A JPH11210740 A JP H11210740A
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- joint
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Landscapes
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- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、主にマニピュレー
タに用いられる2自由度、あるいは、それ以上の自由度
を持つユニバーサルジョイントに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a universal joint mainly used for a manipulator and having two or more degrees of freedom.
【0002】[0002]
【従来の技術】例えば、マニピュレータのアクチュエー
タと可動部とを連結するリンクの両端と、アクチュエー
タ及び可動部とをそれぞれ連結するユニバーサルジョイ
ントとして、特開平7−158655号には、十字型の
軸と、対向する軸を支持する一対のヨークとから成り、
各ヨークはそれぞれ支持した軸回りに回転することがで
きるものが開示されている。2. Description of the Related Art For example, as a universal joint for connecting both ends of a link connecting an actuator and a movable portion of a manipulator and an actuator and a movable portion, Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-158655 discloses a cross-shaped shaft. It consists of a pair of yokes that support opposite shafts,
It is disclosed that each yoke can rotate around a supported axis.
【0003】又、特開平6−341450号には、2本
の溝を有する球体と、溝に沿って球体を支持する一対の
ヨークとから成り、各ヨークはそれぞれ支持した溝に沿
って球体の回りに回転することができるものが記載さ
れ、更に、特開平8−152018号には、ボールと、
ボールを覆うホルダ部とから構成され、ボールはホルダ
部内部で自在に回転できるボールジョイントが開示され
ている。Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-341450 discloses a sphere having two grooves and a pair of yokes for supporting the sphere along the groove. It is described that it can rotate around. Further, JP-A-8-152018 discloses that
There is disclosed a ball joint that includes a holder portion that covers the ball, and the ball can freely rotate inside the holder portion.
【0004】ところで、このようなユニバーサルジョイ
ントをパラレルマニピュレータに用いる場合、マニピュ
レータの高速な動作を実現するため、ジョイントは小型
・軽量で、マニピュレータの動作範囲を広くするため、
ジョイントは広動作角であることが望ましい。By the way, when such a universal joint is used for a parallel manipulator, the joint is small and light in order to realize a high-speed operation of the manipulator, and in order to widen the operating range of the manipulator,
Preferably, the joint has a wide operating angle.
【0005】しかしながら、上記した従来のユニバーサ
ルジョイントは、一方のヨークと他方のヨークとの干渉
により動作角が決まるため、広動作角化のためには、十
字軸、または球体を大きくする必要があり、必然的にジ
ョイントが大型化するという問題がある。However, in the above-mentioned conventional universal joint, the operating angle is determined by the interference between one yoke and the other yoke. Therefore, in order to increase the operating angle, it is necessary to enlarge the cross axis or the sphere. However, there is a problem that the size of the joint is inevitably increased.
【0006】又、従来のボールジョイントはボールがホ
ルダ部から抜け落ちないように、ホルダ部がボールを包
み込むような構造となるため、動作角が狭く、広動作角
化に限界がある。Further, the conventional ball joint has a structure in which the holder wraps the ball so that the ball does not fall out of the holder, so that the operating angle is narrow, and there is a limit to widening the operating angle.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題とすると
ころは、上記問題を解決するユニバーサルジョイントを
提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a universal joint which solves the above problems.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に本発明の請求項1においては、ジョイント固定部と、
該ジョイント固定部に対して、第1回転軸を中心に相対
回転可能に連結された中間体と、該中間体に対して、前
記第1回転軸と交叉する、第2回転軸を中心に相対回転
可能に連結された出力体を備えたことを特徴とするユニ
バーサルジョイントとした。According to a first aspect of the present invention, there is provided a joint fixing portion,
An intermediate member connected to the joint fixing portion so as to be relatively rotatable about a first rotation axis; and an intermediate member intersecting the first rotation axis with respect to the intermediate member about a second rotation axis. A universal joint comprising an output body rotatably connected.
【0009】又、本発明の請求項2においては、更に、
前記出力体を前記中間体に対して相対回転させることに
よって前記第1回転軸と前記第2回転軸との交点を中心
に揺動回転する第3回転軸を中心に、前記出力体に対し
て相対回転可能に連結された操作体を備えたことを特徴
とする請求項1記載のユニバーサルジョイントとした。Further, in claim 2 of the present invention,
By rotating the output body relative to the intermediate body, a third rotation axis that swings about an intersection between the first rotation axis and the second rotation axis is centered on the output body. The universal joint according to claim 1, further comprising an operation body connected to be relatively rotatable.
【0010】又、本発明の請求項3においては、前記ジ
ョイント固定部と前記中間体、及び、前記中間体と前記
出力体とは、ボールベアリングを介して連結しているこ
とを特徴とする請求項1記載のユニバーサルジョイント
とした。According to a third aspect of the present invention, the joint fixing portion and the intermediate member, and the intermediate member and the output member are connected via a ball bearing. The universal joint described in Item 1 was used.
【0011】又、本発明の請求項4においては、前記ジ
ョイント固定部と前記中間体、前記中間体と前記出力
体、及び、前記出力体と前記操作体とは、ボールベアリ
ングを介して連結していることを特徴とする請求項2記
載のユニバーサルジョイントとした。According to a fourth aspect of the present invention, the joint fixing portion and the intermediate member, the intermediate member and the output member, and the output member and the operation member are connected via a ball bearing. The universal joint according to claim 2 is characterized in that:
【0012】上記請求項1に記載したユニバーサルジョ
イントによれば、中間体がジョイント固定部に対して相
対回転し、出力体が中間体に対して相対回転することに
より、2自由度のユニバーサルジョイントとすることが
できる。According to the universal joint described in the first aspect, the intermediate member rotates relative to the joint fixing portion, and the output member rotates relative to the intermediate member. can do.
【0013】又、上記請求項2に記載したユニバーサル
ジョイントによれば、更に、操作体が出力体に対して相
対回転することにより、3自由度のユニバーサルジョイ
ントとすることができる。Further, according to the universal joint according to the second aspect of the present invention, the universal joint having three degrees of freedom can be obtained by further rotating the operating body relative to the output body.
【0014】又、上記請求項3に記載したユニバーサル
ジョイントによれば、ジョイント固定部と中間体、及
び、中間体と出力体とがボールベアリングを介して連結
されているため、それぞれが抵抗なく相対回転できる。According to the universal joint of the third aspect, since the joint fixing portion and the intermediate member, and the intermediate member and the output member are connected via the ball bearing, each of the joint members is relatively free from resistance. Can rotate.
【0015】又、上記請求項4に記載したユニバーサル
ジョイントによれば、ジョイント固定部と中間体、中間
体と出力体、及び、出力体と操作体とは、ボールベアリ
ングを介して連結されているため、それぞれが抵抗なく
相対回転できる。According to the universal joint described in the fourth aspect, the joint fixing portion and the intermediate body, the intermediate body and the output body, and the output body and the operation body are connected via the ball bearing. Therefore, each can rotate relatively without resistance.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1は本発明によるユニバーサル
ジョイントの第1の実施の形態の外観図であり、図2は
図1の断面図である。図においてジョイント固定部1
は、複数の取付穴1aを備えており、この取付穴1aを
介して、例えば図示しないマニピュレータのアクチュエ
ータ、あるいは、可動体側に固定される。更に、図2に
あるように、ジョイント固定部1には、凹部1bが備え
られている。FIG. 1 is an external view of a first embodiment of a universal joint according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of FIG. In the figure, joint fixing part 1
Has a plurality of mounting holes 1a, and is fixed to, for example, an actuator or a movable body side of a manipulator (not shown) through the mounting holes 1a. Further, as shown in FIG. 2, the joint fixing portion 1 is provided with a concave portion 1b.
【0017】中間体3には、下方に向けて突部3aが備
えられており、突部3aをジョイント固定部1の凹部1
b内に配置した後、突部3aの外周部に設けられた係合
溝3aa内にボールベアリング5のインナーレース5a
を嵌合させ、一方、ジョイント固定部1の凹部1bの内
壁に設けられた係合溝1baに、ボールベアリング5の
ボール5cを介して、インナーレース5aに対して回転
可能であるアウターレース5bを嵌合設置している。こ
れによって、ボールベアリング5を介して、中間体3を
ジョイント固定部1に対し、回転軸ψを中心として、相
対回転可能に連結する。The intermediate body 3 is provided with a projection 3a directed downward, and the projection 3a is
b, the inner race 5a of the ball bearing 5 is inserted into an engagement groove 3aa provided on the outer peripheral portion of the projection 3a.
On the other hand, the outer race 5b rotatable with respect to the inner race 5a via the ball 5c of the ball bearing 5 is fitted into the engagement groove 1ba provided on the inner wall of the concave portion 1b of the joint fixing portion 1. Fitted and installed. Thus, the intermediate body 3 is connected to the joint fixing portion 1 via the ball bearing 5 so as to be relatively rotatable about the rotation axis ψ.
【0018】中間体3の上面は、図にあるように右に傾
斜した斜面となっており、その中央部には突出部3bが
備えられている。出力体9の下面は、図にあるようにや
はり右に傾斜した斜面となっており、その中央部には凹
部9aが備えられている。出力体9の凹部9a内には、
中間体3の突出部3bが配置され、その外周部には、も
う1つのボールベアリング7のインナーレース7aが嵌
合されている。インナーレース7aにボール7cを介し
て相対回転可能に設置されているアウターレース7b
は、出力体9の凹部9aの内壁に嵌合されている。これ
によって、ボールベアリング7を介して、出力体9を中
間体3に対し、回転軸ψに対して所定角度傾斜している
がために、回転軸ψと交点11にて交わる回転軸ωを中
心として、相対回転可能に連結し、本構成は2自由度の
ユニバーサルジョイントとして機能する。The upper surface of the intermediate body 3 has a slope inclined to the right as shown in the figure, and a projection 3b is provided at the center thereof. The lower surface of the output body 9 is also a slope inclined rightward as shown in the figure, and has a recess 9a at the center thereof. In the recess 9a of the output body 9,
The protruding portion 3b of the intermediate body 3 is arranged, and the inner race 7a of another ball bearing 7 is fitted to the outer peripheral portion thereof. Outer race 7b installed relative to inner race 7a via ball 7c
Is fitted to the inner wall of the concave portion 9a of the output body 9. As a result, the output body 9 is inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis ψ with respect to the rotation axis ψ with respect to the intermediate body 3 via the ball bearing 7, so that the rotation axis ω intersects the rotation axis ψ at the intersection 11. As a result, the present configuration functions as a universal joint having two degrees of freedom.
【0019】出力体9の上部には、スリーブ部9bが設
置され、スリーブ部9b内にリンク13が嵌装されると
ともに、複数のスクリュー15にて締結されている。リ
ンク13の先端には、例えば図示しないマニピュレータ
の可動体、あるいは、アクチュエータが連結されてい
る。A sleeve portion 9b is provided on the upper portion of the output member 9, and a link 13 is fitted in the sleeve portion 9b and fastened by a plurality of screws 15. The distal end of the link 13 is connected to, for example, a movable body of a manipulator (not shown) or an actuator.
【0020】図3は上記した2自由度のユニバーサルジ
ョイントの作動を表わす。前述したように、出力体9は
回転軸ψに対して所定角度傾いた回転軸ωを中心とし
て、中間体3に対して相対的に回転することによって、
出力体9の中間体3に対する回転角度βに応じて、中間
体3のジョイント固定部1に対する回転軸ψと、出力体
9の中心軸χとの間には、角度γが発生する。すなわ
ち、出力体9の中間体3に対する相対回転によって、出
力体9の中心軸χが、回転軸ωとの間に常に所定角度を
維持しながら、回転軸ωの回りに回転する。FIG. 3 shows the operation of the above-described universal joint having two degrees of freedom. As described above, the output body 9 rotates relative to the intermediate body 3 about the rotation axis ω inclined at a predetermined angle with respect to the rotation axis ψ,
According to the rotation angle β of the output body 9 with respect to the intermediate body 3, an angle γ is generated between the rotation axis ψ of the intermediate body 3 with respect to the joint fixing portion 1 and the center axis χ of the output body 9. That is, the relative rotation of the output body 9 with respect to the intermediate body 3 causes the center axis χ of the output body 9 to rotate around the rotation axis ω while always maintaining a predetermined angle with the rotation axis ω.
【0021】前述したように、中間体3はジョイント固
定部1に対して相対回転が可能であるため、図4に示す
ように、回転軸ωと出力体9の中心軸χとの成す角度
(回転軸ψと回転軸ωとの成す角度と同じ大きさであ
る)を30°とすれば、出力体9の動作角範囲は片側6
0°となる。As described above, since the intermediate member 3 can rotate relative to the joint fixing portion 1, as shown in FIG. 4, the angle (the angle between the rotation axis ω and the central axis χ of the output member 9) If the angle between the rotation axis ψ and the rotation axis ω is equal to 30 °, the operating angle range of the output body 9 is 6
0 °.
【0022】図5は、本発明によるユニバーサルジョイ
ントの第2の実施の形態を表わす。図5に記載したもの
が、前述のユニバーサルジョイントと異なるところは、
出力体9に連結したリンク11が、回転軸ωに対して直
交するように延在している点にある。FIG. 5 shows a second embodiment of the universal joint according to the present invention. What is described in FIG. 5 is different from the aforementioned universal joint,
The point is that the link 11 connected to the output body 9 extends so as to be orthogonal to the rotation axis ω.
【0023】図6は本発明によるユニバーサルジョイン
トの第3の実施の形態を表わす。第3の実施の形態にお
いては、中間体3に対してボールベアリング7を介し
て、相対回転可能に連結された出力体15に対して、ボ
ールベアリング19を介して操作体17が相対回転可能
に連結している。操作体17はその中心軸χを回転軸と
して、回転可能とされている。これによって、第3の実
施の形態によるユニバーサルジョイントは、3自由度を
備えることになる。FIG. 6 shows a third embodiment of the universal joint according to the present invention. In the third embodiment, the operation body 17 is relatively rotatable via the ball bearing 19 with respect to the output body 15 which is rotatably connected to the intermediate body 3 via the ball bearing 7. Connected. The operating body 17 is rotatable about its central axis χ as a rotation axis. Thus, the universal joint according to the third embodiment has three degrees of freedom.
【0024】本発明のユニバーサルジョイントの作動に
よれば、ジョイント支持体、中間体、及び出力体が互い
に干渉することなく、動作角を大きくすることができ、
延いてはユニバーサルジョイント自体を小型化できる。According to the operation of the universal joint of the present invention, the operating angle can be increased without the joint support, the intermediate body, and the output body interfering with each other.
As a result, the size of the universal joint itself can be reduced.
【0025】本発明によるユニバーサルジョイントは、
マニピュレータに使用するものに限られたものではな
く、種々の機械設備に使用できる。The universal joint according to the present invention
The present invention is not limited to those used for manipulators, but can be used for various mechanical equipment.
【0026】[0026]
【発明の効果】上記したように本発明によれば、作動時
にジョイント支持体、中間体、及び出力体が互いに干渉
することなく、動作角を大きくすることができ、延いて
はユニバーサルジョイント自体を小型化できる。As described above, according to the present invention, the operating angle can be increased without causing the joint support, the intermediate body and the output body to interfere with each other at the time of operation. Can be downsized.
【0027】又、ジョイント支持体、中間体、及び出力
体が互いにボールベアリングを介して連結されているた
め、作動時に互いの間の抵抗を最小にできる。Further, since the joint support, the intermediate body, and the output body are connected to each other via the ball bearing, the resistance between them during operation can be minimized.
【図1】本発明の第1の実施の形態によるユニバーサル
ジョイントの外観図FIG. 1 is an external view of a universal joint according to a first embodiment of the present invention.
【図2】図1の断面図FIG. 2 is a sectional view of FIG.
【図3】本発明の第1の実施の形態によるユニバーサル
ジョイントの作動を表わす図FIG. 3 is a diagram showing the operation of the universal joint according to the first embodiment of the present invention.
【図4】本発明によるユニバーサルジョイントの作動角
を説明する図FIG. 4 is a view for explaining an operating angle of a universal joint according to the present invention.
【図5】本発明の第2の実施の形態によるユニバーサル
ジョイントの外観図FIG. 5 is an external view of a universal joint according to a second embodiment of the present invention.
【図6】本発明の第3の実施の形態によるユニバーサル
ジョイントの断面図FIG. 6 is a sectional view of a universal joint according to a third embodiment of the present invention.
1 ジョイント固定部 3 中間体 9,15 出
力体 17 操作体 5,7,19 ボールベアリング ψ,ω 回転軸DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Joint fixed part 3 Intermediate body 9, 15 Output body 17 Operation body 5, 7, 19 Ball bearing ψ, ω Rotation axis
Claims (4)
部に対して、第1回転軸を中心に相対回転可能に連結さ
れた中間体と、該中間体に対して、前記第1回転軸と交
叉する、第2回転軸を中心に相対回転可能に連結された
出力体を備えたことを特徴とするユニバーサルジョイン
ト。1. A joint fixing portion, an intermediate member connected to the joint fixing portion so as to be relatively rotatable about a first rotation axis, and an intersection of the intermediate member with the first rotation axis. A universal joint, comprising: an output member connected so as to be relatively rotatable about a second rotation axis.
相対回転させることによって前記第1回転軸と前記第2
回転軸との交点を中心に揺動回転する第3回転軸を中心
に、前記出力体に対して相対回転可能に連結された操作
体を備えたことを特徴とする請求項1記載のユニバーサ
ルジョイント。2. The method according to claim 1, further comprising: rotating the output member relative to the intermediate member to thereby rotate the first rotation shaft and the second rotation member.
The universal joint according to claim 1, further comprising an operation body connected to the output body so as to be rotatable relative to the output body around a third rotation shaft that swings and rotates around an intersection with the rotation shaft. .
び、前記中間体と前記出力体とは、ボールベアリングを
介して連結していることを特徴とする請求項1記載のユ
ニバーサルジョイント。3. The universal joint according to claim 1, wherein the joint fixing portion and the intermediate member, and the intermediate member and the output member are connected via a ball bearing.
記中間体と前記出力体、及び、前記出力体と前記操作体
とは、ボールベアリングを介して連結していることを特
徴とする請求項2記載のユニバーサルジョイント。4. The apparatus according to claim 1, wherein the joint fixing portion and the intermediate body, the intermediate body and the output body, and the output body and the operation body are connected via a ball bearing. 2. The universal joint according to 2.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1596298A JPH11210740A (en) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Universal joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1596298A JPH11210740A (en) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Universal joint |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11210740A true JPH11210740A (en) | 1999-08-03 |
Family
ID=11903360
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1596298A Pending JPH11210740A (en) | 1998-01-28 | 1998-01-28 | Universal joint |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11210740A (en) |
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-
1998
- 1998-01-28 JP JP1596298A patent/JPH11210740A/en active Pending
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