JPS5921756B2 - 可撓腕 - Google Patents
可撓腕Info
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- JPS5921756B2 JPS5921756B2 JP55032167A JP3216780A JPS5921756B2 JP S5921756 B2 JPS5921756 B2 JP S5921756B2 JP 55032167 A JP55032167 A JP 55032167A JP 3216780 A JP3216780 A JP 3216780A JP S5921756 B2 JPS5921756 B2 JP S5921756B2
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- Japan
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- contact surface
- flexible
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Classifications
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B15/00—Details of spraying plant or spraying apparatus not otherwise provided for; Accessories
- B05B15/60—Arrangements for mounting, supporting or holding spraying apparatus
- B05B15/62—Arrangements for supporting spraying apparatus, e.g. suction cups
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J18/00—Arms
- B25J18/06—Arms flexible
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20396—Hand operated
- Y10T74/20402—Flexible transmitter [e.g., Bowden cable]
- Y10T74/20456—Specific cable or sheath structure
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Forklifts And Lifting Vehicles (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、互に接触するように直列に配置された多く
の要素と、要素の間で作動するようにまたは要素に作動
するように配置され動力発生および動力伝達またはその
いずれかを行なう作動具とを有する、道具などを支持し
操作しまたはそのいずれかをなす可撓腕特にロボツト腕
に関する。
の要素と、要素の間で作動するようにまたは要素に作動
するように配置され動力発生および動力伝達またはその
いずれかを行なう作動具とを有する、道具などを支持し
操作しまたはそのいずれかをなす可撓腕特にロボツト腕
に関する。
産業ロボツトとして多くの相異なる実例が知られていて
、それらは通常、人間による監視または制御なしに三次
元空間内で対象物または道具の位置を多くの別の地点へ
変化させることができるような機械からなる。産業ロボ
ツトの主な部分は、関連運動を発生する装置並びに例え
ばミニ計数器からなる制御系およびプログラム装置を備
えたロボツト腕である。進歩したロボツトのロボツト腕
は6つの自由度すなわち6つの異なる平面の中で運動す
る可能性(例えば前向き、うしろ向き、上向きおよび下
向きの運動並びに右および左への回転)を有する。この
発明はロボツト腕の改良に関するものであるから制御系
およびプログラム装置については詳しく説明しないが、
これらはすでに知られているユニツトからなることがで
きる。普通のロボツト腕では、これが多くの要素および
ジヨイントを有しこれらは道具および負荷以外に個個の
要素のために運動および動力を発生するための装置を支
持しなければならない。この装置は通常空圧または液圧
シリンダ、電動機などからなり、これは要素およびジヨ
イントがかかる装置を支持できるためには比較的粗雑で
なければならないということを意味する。かくしてロボ
ツトはかさ高の形状と比較的大きな外部寸法を持つよう
になり、これはロボツト腕の可撓性を低減させる。多く
の存在するロボツト腕の運動の模様および作業範囲はす
べての自由度が存するにも拘わらず限られたものを除け
ば主として平面円形作業区域に限られる。普通のロボツ
ト腕の別の限定は、腕がわん曲したまたは折れ曲つた空
間にはいることができないということ並びにこれがロボ
ツトから逆の向きの品物の側部では操作を達成できない
ということである。別の欠点は製造費用が著しく高いと
いうことである。高い可撓性を有するロボツト腕も開発
されていて、これにおいては要素開の相対運動が可撓軸
または球ジヨイント(球継手)を介して達成される。
、それらは通常、人間による監視または制御なしに三次
元空間内で対象物または道具の位置を多くの別の地点へ
変化させることができるような機械からなる。産業ロボ
ツトの主な部分は、関連運動を発生する装置並びに例え
ばミニ計数器からなる制御系およびプログラム装置を備
えたロボツト腕である。進歩したロボツトのロボツト腕
は6つの自由度すなわち6つの異なる平面の中で運動す
る可能性(例えば前向き、うしろ向き、上向きおよび下
向きの運動並びに右および左への回転)を有する。この
発明はロボツト腕の改良に関するものであるから制御系
およびプログラム装置については詳しく説明しないが、
これらはすでに知られているユニツトからなることがで
きる。普通のロボツト腕では、これが多くの要素および
ジヨイントを有しこれらは道具および負荷以外に個個の
要素のために運動および動力を発生するための装置を支
持しなければならない。この装置は通常空圧または液圧
シリンダ、電動機などからなり、これは要素およびジヨ
イントがかかる装置を支持できるためには比較的粗雑で
なければならないということを意味する。かくしてロボ
ツトはかさ高の形状と比較的大きな外部寸法を持つよう
になり、これはロボツト腕の可撓性を低減させる。多く
の存在するロボツト腕の運動の模様および作業範囲はす
べての自由度が存するにも拘わらず限られたものを除け
ば主として平面円形作業区域に限られる。普通のロボツ
ト腕の別の限定は、腕がわん曲したまたは折れ曲つた空
間にはいることができないということ並びにこれがロボ
ツトから逆の向きの品物の側部では操作を達成できない
ということである。別の欠点は製造費用が著しく高いと
いうことである。高い可撓性を有するロボツト腕も開発
されていて、これにおいては要素開の相対運動が可撓軸
または球ジヨイント(球継手)を介して達成される。
このような構造部材は製造の際の高い精度と注意深い保
守を必要とする。これらは限られた運動可能性を有し、
これらの負荷支持能力は完全にジヨイント部材の寸法に
依存する。球ジヨイントまたは軸ジヨイントはさらに連
続的な潤滑が確保されない場合には高い摩耗を受ける滑
動支持部材である。これらはさらに支持面の間に侵入で
きる塵埃粒子に敏感である。この理由で要素は注意深く
ケーシングで包囲されなければならないが、これは接近
可能性、保守および特に満足すべき潤滑を妨げる。精度
に対する極めて高い要素によつて、製造費は著しく高く
なる。腕の負荷支持能力を放棄することなしに所望の可
撓性を達成するための1つの条件は、個個の要素を相互
連結する作動具すなわちワイヤが要素間の面接触を強く
できる程度に予応力付与されることである。
守を必要とする。これらは限られた運動可能性を有し、
これらの負荷支持能力は完全にジヨイント部材の寸法に
依存する。球ジヨイントまたは軸ジヨイントはさらに連
続的な潤滑が確保されない場合には高い摩耗を受ける滑
動支持部材である。これらはさらに支持面の間に侵入で
きる塵埃粒子に敏感である。この理由で要素は注意深く
ケーシングで包囲されなければならないが、これは接近
可能性、保守および特に満足すべき潤滑を妨げる。精度
に対する極めて高い要素によつて、製造費は著しく高く
なる。腕の負荷支持能力を放棄することなしに所望の可
撓性を達成するための1つの条件は、個個の要素を相互
連結する作動具すなわちワイヤが要素間の面接触を強く
できる程度に予応力付与されることである。
所望の可撓性という点から要素の相互接触は従来球ジヨ
イントまたは軸ジヨイントとして設計された。これらジ
ヨイント部材はその半分の高さに等しい曲率半径を有す
るが、これでは取入れられるワイヤの或る長さに対して
要素がはつきりと確立した位置を持つことができないと
いう問題が生じる。故にこの実例によるロボツト腕は腕
の曲率平面の中だけで安定であり、曲率平面に直交する
平面の中の剛性は低い。ワイヤで作動されるロボツト腕
の別の問題点は、これがジヨイント部材の形状(すなわ
ち要素間の接触区域の形式)によつて形成されころがり
平面(と直交するような要素を阻止するような小さな捩
り抵抗を或る場合には有するということにある。
イントまたは軸ジヨイントとして設計された。これらジ
ヨイント部材はその半分の高さに等しい曲率半径を有す
るが、これでは取入れられるワイヤの或る長さに対して
要素がはつきりと確立した位置を持つことができないと
いう問題が生じる。故にこの実例によるロボツト腕は腕
の曲率平面の中だけで安定であり、曲率平面に直交する
平面の中の剛性は低い。ワイヤで作動されるロボツト腕
の別の問題点は、これがジヨイント部材の形状(すなわ
ち要素間の接触区域の形式)によつて形成されころがり
平面(と直交するような要素を阻止するような小さな捩
り抵抗を或る場合には有するということにある。
この発明の目的は極めて大きな作業範囲と最大限の運動
パターンを有するようなすなわち球形作業範囲内のすべ
ての点にほとんど到達するようなロボツト腕を提供する
ことにある。別の目的は、多くのわん曲組合わせによつ
て同じ点に到達できるように曲ることができこれによつ
て極めて高い接近可能性を与えるようなすなわち異つた
種類の障害物を避けるように延長でき対象物のまわりで
それ自身わん曲できるようなロボツト腕を提供すること
にある。別の目的は、要素の曲率平面の中の極めて高い
剛性と高い捩り抵抗とを持ち従来の産業ロボツトと比べ
て低廉に製造できるようなロボツト腕を提供することに
ある。これらの目的はこの発明によれば、各要素が、作
動具によつて要素を作動したときに隣接の要素の接触面
に接触しながらころがりかつ力を伝達するための凸にわ
ん曲した接触面を少くとも1つ有し、この凸にわん曲し
た接触面の曲率半径が要素の高さの半分よりかなり大き
いことを特徴にすることによつて達成される。以下図面
を参照しながらこの発明の実施例について詳細に説明す
る。
パターンを有するようなすなわち球形作業範囲内のすべ
ての点にほとんど到達するようなロボツト腕を提供する
ことにある。別の目的は、多くのわん曲組合わせによつ
て同じ点に到達できるように曲ることができこれによつ
て極めて高い接近可能性を与えるようなすなわち異つた
種類の障害物を避けるように延長でき対象物のまわりで
それ自身わん曲できるようなロボツト腕を提供すること
にある。別の目的は、要素の曲率平面の中の極めて高い
剛性と高い捩り抵抗とを持ち従来の産業ロボツトと比べ
て低廉に製造できるようなロボツト腕を提供することに
ある。これらの目的はこの発明によれば、各要素が、作
動具によつて要素を作動したときに隣接の要素の接触面
に接触しながらころがりかつ力を伝達するための凸にわ
ん曲した接触面を少くとも1つ有し、この凸にわん曲し
た接触面の曲率半径が要素の高さの半分よりかなり大き
いことを特徴にすることによつて達成される。以下図面
を参照しながらこの発明の実施例について詳細に説明す
る。
以下においてロボツト腕と称せられるこの発明による可
撓腕10は第1図および第2図の実施例に示されるよう
な基本的には直列に配置された多くの要素11からなり
、これら要素はわん曲した接触面を有する円板として設
計される。
撓腕10は第1図および第2図の実施例に示されるよう
な基本的には直列に配置された多くの要素11からなり
、これら要素はわん曲した接触面を有する円板として設
計される。
腕が遂行できる曲げ運動の程度に応じて、各要素11は
その外縁の近くに位置しかつ互にまた要素の中心から等
しい距離になつている多くの例えば4個の開孔12を有
する。これら開孔は等しい個数の作動具14のためのも
のである。要素の中央には通し開口13が配置される。
要素は案内開孔12が互に丁度対向するように互に配置
される。頂部の要素において案内開孔12は皿もみされ
、この皿もみ部は作動具の外端に配置される終端部材1
5を収容する。
その外縁の近くに位置しかつ互にまた要素の中心から等
しい距離になつている多くの例えば4個の開孔12を有
する。これら開孔は等しい個数の作動具14のためのも
のである。要素の中央には通し開口13が配置される。
要素は案内開孔12が互に丁度対向するように互に配置
される。頂部の要素において案内開孔12は皿もみされ
、この皿もみ部は作動具の外端に配置される終端部材1
5を収容する。
作動具14は良好な引張り強度を有するケーブレ、ワイ
ヤなどで構成される。最終要素の外側に突出するワイヤ
14の1本または多くを引張ることによつてロボツト腕
はすべての方向に曲がることができる。第2図に示され
るように2つの作動具14の間で曲げ運動が所望される
場合には、それら双方が引張られ、この際に引張りの大
きさを変えると曲げ運動は大なり小なり第1または第2
の作動具14へ向つて変位できる。これによつて腕10
はその長手軸線のまわりの回転運動をも遂行できる。可
撓性伝達具16は要素の中央開口13を貫通し、この伝
達具は腕の自由端に配置される道具23(第4図)など
に引張り、圧縮および回転力またはそれらのいずれかを
伝達するためのものである。
ヤなどで構成される。最終要素の外側に突出するワイヤ
14の1本または多くを引張ることによつてロボツト腕
はすべての方向に曲がることができる。第2図に示され
るように2つの作動具14の間で曲げ運動が所望される
場合には、それら双方が引張られ、この際に引張りの大
きさを変えると曲げ運動は大なり小なり第1または第2
の作動具14へ向つて変位できる。これによつて腕10
はその長手軸線のまわりの回転運動をも遂行できる。可
撓性伝達具16は要素の中央開口13を貫通し、この伝
達具は腕の自由端に配置される道具23(第4図)など
に引張り、圧縮および回転力またはそれらのいずれかを
伝達するためのものである。
第3図に示されるように要素は群をなすように保持でき
、各群はこの群のための特定の作動具14によつて作動
される。
、各群はこの群のための特定の作動具14によつて作動
される。
第3図によれば腕は2つの群すなわち下方群Aと上方群
Bからなる。群Aの要素11aは作動具14aによつて
作動され、群Bの要素11bは作動具14bによつて作
動される。1つの平面内における腕の第3図に示される
ような二重わん曲を達成するためには、直径上反対側の
作動具14aおよび14bが矢印で図示されるように作
動される。
Bからなる。群Aの要素11aは作動具14aによつて
作動され、群Bの要素11bは作動具14bによつて作
動される。1つの平面内における腕の第3図に示される
ような二重わん曲を達成するためには、直径上反対側の
作動具14aおよび14bが矢印で図示されるように作
動される。
腕の2つの群AおよびBはまた作動具14aおよび14
bの適当な作動によつて異なる平面内での曲げも遂行で
きる。腕はもちろん要素の2以上の群を具備することも
でき、このようにするとこれは所望ならば異なる平面ま
たは方向で36σ以上に曲がることもできる。第4図に
は前述した実施例による腕の実際の応用が示される。要
素の2つの群11aおよび11bからなる可撓腕10は
1端で機械ユニツト17に連結され、このユニツトは作
動具14aおよび14bのため巻きドラム19のおのお
のを駆動する4個のサーボモータ18を包含する。モー
タ18は可逆であつて、各作動具一各ワイヤー14aお
よび14bが作動における巻付けの際並びに巻きドラム
19からほどく際に個個の調節可能の力を受けることが
できるように制御される。弾性予応力付与具31(第6
図)がワイヤ14のために配備される。可撓性伝達具1
6は腕の下端において歯車装置21および過負荷保護カ
ツプリング22によつてサーボモータ20に連結される
。
bの適当な作動によつて異なる平面内での曲げも遂行で
きる。腕はもちろん要素の2以上の群を具備することも
でき、このようにするとこれは所望ならば異なる平面ま
たは方向で36σ以上に曲がることもできる。第4図に
は前述した実施例による腕の実際の応用が示される。要
素の2つの群11aおよび11bからなる可撓腕10は
1端で機械ユニツト17に連結され、このユニツトは作
動具14aおよび14bのため巻きドラム19のおのお
のを駆動する4個のサーボモータ18を包含する。モー
タ18は可逆であつて、各作動具一各ワイヤー14aお
よび14bが作動における巻付けの際並びに巻きドラム
19からほどく際に個個の調節可能の力を受けることが
できるように制御される。弾性予応力付与具31(第6
図)がワイヤ14のために配備される。可撓性伝達具1
6は腕の下端において歯車装置21および過負荷保護カ
ツプリング22によつてサーボモータ20に連結される
。
道具23は腕の自由端で中央伝達具16に連結される。
この道具は噴霧塗布装置25から管24を通して塗布物
を供給される噴霧銃からなる。或る利用では、伝達具1
6に平行に要素の中央開口を通して道具10へ作業媒体
を送ることも可能である。
この道具は噴霧塗布装置25から管24を通して塗布物
を供給される噴霧銃からなる。或る利用では、伝達具1
6に平行に要素の中央開口を通して道具10へ作業媒体
を送ることも可能である。
個個の要素11は保護可撓性ケーシング26によつて包
囲される。
囲される。
ロボツト腕の可撓性、作業区域および接近可能性は第5
図に図示され、これに示されるように腕は障害物の背後
または別の手段では到達の困難な空間における操作も達
成できるような方法で曲がることができる。
図に図示され、これに示されるように腕は障害物の背後
または別の手段では到達の困難な空間における操作も達
成できるような方法で曲がることができる。
第7図および第8図による実施例において各要素11は
2つの弓形形状部材8および9を有し、それらの間に隔
て円板6が配置される。
2つの弓形形状部材8および9を有し、それらの間に隔
て円板6が配置される。
弓形部材8および9のおのおのは1つのわん曲した接触
面5と1つの平らな基面7を有し、基面によつて弓形部
材は隔て円板6の各側に接することができる。弓形部材
8および9は隔て円板6に取付けできまたはこれと一体
に形成できる。弓形部材8と9は互に直交する平面の中
に配置され、これは1つ置きの弓形部材が1つの平面の
中の曲げ運動を遂行でき1つ置きの弓形部材が上記平面
に直交する平面の中の対応する曲げ運動を遂行できると
いうことを意味する。個個の弓形部材8および9の曲げ
位置に無関係にかつ接触面間の摩擦の大小に依存するこ
となしに安定位置を得るため、操作部4例えば弓形部材
の相対運動の際に隣接要素11の対応する歯と連携する
歯が具備てきる。弓形部材8および9は望ましくは円筒
形歯付き車の1部分として形成され、これにおいて1個
のわん曲した接触面5の曲率中心または歯のピツチ円の
中心はそれぞれ各要素の外側に位置する。平らな弓形部
分3は歯のループと同じ水準で歯付き弓形部材8および
9の歯のそばに配置される。
面5と1つの平らな基面7を有し、基面によつて弓形部
材は隔て円板6の各側に接することができる。弓形部材
8および9は隔て円板6に取付けできまたはこれと一体
に形成できる。弓形部材8と9は互に直交する平面の中
に配置され、これは1つ置きの弓形部材が1つの平面の
中の曲げ運動を遂行でき1つ置きの弓形部材が上記平面
に直交する平面の中の対応する曲げ運動を遂行できると
いうことを意味する。個個の弓形部材8および9の曲げ
位置に無関係にかつ接触面間の摩擦の大小に依存するこ
となしに安定位置を得るため、操作部4例えば弓形部材
の相対運動の際に隣接要素11の対応する歯と連携する
歯が具備てきる。弓形部材8および9は望ましくは円筒
形歯付き車の1部分として形成され、これにおいて1個
のわん曲した接触面5の曲率中心または歯のピツチ円の
中心はそれぞれ各要素の外側に位置する。平らな弓形部
分3は歯のループと同じ水準で歯付き弓形部材8および
9の歯のそばに配置される。
互に直交する平面の中に配置される各要素11において
弓形部材8および9を部分円筒状歯付き車として形成し
たことによつて、交代的な偏向の可態性が各歯配備によ
つて得られる。遍向角度は重ね合わされ、腕は全体とし
て接触面が平らである場合と同様に動く可能性が与えら
れるように見える。この設計はまた要素がその形状によ
つて1つの或る方向だけの運動を遂行できるから極めて
良好な捩れ剛さを確実に得るようにする。歯フランジ接
触によつて連携する2つの弓形部材は常に直線接触する
。大きな歯の幅および平らな弓形部分3またはそのいず
れかは大きな接触面を与え、これは次いで弓形部材のた
めの材料の選択を大きく自由にする。硬い接触面を使用
する代りに、新しい装置は適当なプラスチツク材料、ア
ルミニウムなどの使用を可能にする。各2つの要素の間
に1つのジヨイントを持つすでに知られている全面的に
可撓なロボツト腕ではジヨイント部材の曲率半径rは要
素の半分の高さhに等しい、すなわちr=hである。
弓形部材8および9を部分円筒状歯付き車として形成し
たことによつて、交代的な偏向の可態性が各歯配備によ
つて得られる。遍向角度は重ね合わされ、腕は全体とし
て接触面が平らである場合と同様に動く可能性が与えら
れるように見える。この設計はまた要素がその形状によ
つて1つの或る方向だけの運動を遂行できるから極めて
良好な捩れ剛さを確実に得るようにする。歯フランジ接
触によつて連携する2つの弓形部材は常に直線接触する
。大きな歯の幅および平らな弓形部分3またはそのいず
れかは大きな接触面を与え、これは次いで弓形部材のた
めの材料の選択を大きく自由にする。硬い接触面を使用
する代りに、新しい装置は適当なプラスチツク材料、ア
ルミニウムなどの使用を可能にする。各2つの要素の間
に1つのジヨイントを持つすでに知られている全面的に
可撓なロボツト腕ではジヨイント部材の曲率半径rは要
素の半分の高さhに等しい、すなわちr=hである。
これはかかる要素が巻付けられるワイヤの一定の長さに
対して一定の定まつた位置を有せずかつかかる要素を有
するロボツト腕が要求される剛性を有しないということ
を意味する。多くの要素を有する腕を剛くしようとする
ためには、腕を曲げるときの要素の位置の相対変化が系
に貯蔵されるエネルギの変化を伴うことが必要である。
対して一定の定まつた位置を有せずかつかかる要素を有
するロボツト腕が要求される剛性を有しないということ
を意味する。多くの要素を有する腕を剛くしようとする
ためには、腕を曲げるときの要素の位置の相対変化が系
に貯蔵されるエネルギの変化を伴うことが必要である。
この仕事が高くなればなる程腕はより安定になるであろ
う。これはこの発明によれば、弓形部材8および9の曲
率半径が弓形部材の高さhより大きい望ましくは極めて
大きいという事実によつて達成される。
う。これはこの発明によれば、弓形部材8および9の曲
率半径が弓形部材の高さhより大きい望ましくは極めて
大きいという事実によつて達成される。
すなわち、要素11の接触面の曲率半径rが要素の高さ
Hよりかなり大きくなるようにされる。この方式によれ
ば、要素11の各任意の捩り角度に対するワイヤの長さ
X1およびX2(第6図参呻の合計は決して等しくなく
、この差Δは腕系のエネルギの変化を表わす。ワイヤが
共通のドラム19に巻かれているので巻付けられるワイ
ヤおよびほどかれるワイヤの長さ14′,14〃の合計
は一定であるから、Δはワイヤドラムの運動に等しい。
この運動はばね力と共に、所望の剛性を得るための重要
なエネルギ付加である。第9図に示される変型は要素に
よる回転運動の移送を可能にするために開発されたもの
で、要素はこの目的のために互に対面するわん曲した面
の上に半径向きの歯35を備え、これら歯は要素が占め
る角度位置に拘わりなく互に係合する。
Hよりかなり大きくなるようにされる。この方式によれ
ば、要素11の各任意の捩り角度に対するワイヤの長さ
X1およびX2(第6図参呻の合計は決して等しくなく
、この差Δは腕系のエネルギの変化を表わす。ワイヤが
共通のドラム19に巻かれているので巻付けられるワイ
ヤおよびほどかれるワイヤの長さ14′,14〃の合計
は一定であるから、Δはワイヤドラムの運動に等しい。
この運動はばね力と共に、所望の剛性を得るための重要
なエネルギ付加である。第9図に示される変型は要素に
よる回転運動の移送を可能にするために開発されたもの
で、要素はこの目的のために互に対面するわん曲した面
の上に半径向きの歯35を備え、これら歯は要素が占め
る角度位置に拘わりなく互に係合する。
要素の回転運動を可能にするため、ワイヤ14のための
開孔12を有するそのフランジ30が要素部材に対して
回転でき、これはこれら部分の間の軸受36によつて達
成される。この方式で要素はモータ20によつて腕の可
撓性を何ら損うことなしに腕の自由端へかつ道具23へ
回転運動を移送できる。大きな負荷およびモーメントま
たはそのいずれかを移送するためには、連結作用だけを
有するワイヤ・ケーブル形状の作動具14に電磁的また
は液圧的のサーボモータを補足することが望ましい。
開孔12を有するそのフランジ30が要素部材に対して
回転でき、これはこれら部分の間の軸受36によつて達
成される。この方式で要素はモータ20によつて腕の可
撓性を何ら損うことなしに腕の自由端へかつ道具23へ
回転運動を移送できる。大きな負荷およびモーメントま
たはそのいずれかを移送するためには、連結作用だけを
有するワイヤ・ケーブル形状の作動具14に電磁的また
は液圧的のサーボモータを補足することが望ましい。
第10図による実施例は要素の相対角度位置を電磁的に
調整するようにした変型を示し、これにおいて各フラン
ジ30の間には電磁石39がピボツト取付けされ、これ
は要素間の位置を調節するように配置される。各電磁石
はできるだけ高い運動可能性および可撓性を提供するた
め個個に作動できる。第10図に示される実施例のよう
にコイルの中に可動鉄心を配置する代りに特に無重力状
態の場合例えば宇宙船の中で可撓腕を使用する場合には
第11図に示されるように要素の中で軸線方向に向けら
れた非可動の電磁石を使用することも可能である。
調整するようにした変型を示し、これにおいて各フラン
ジ30の間には電磁石39がピボツト取付けされ、これ
は要素間の位置を調節するように配置される。各電磁石
はできるだけ高い運動可能性および可撓性を提供するた
め個個に作動できる。第10図に示される実施例のよう
にコイルの中に可動鉄心を配置する代りに特に無重力状
態の場合例えば宇宙船の中で可撓腕を使用する場合には
第11図に示されるように要素の中で軸線方向に向けら
れた非可動の電磁石を使用することも可能である。
非可動電磁石の極は互に対面し、腕の各種方向への可変
の曲げを達成するためいくつかのかかる棒形状の電磁石
が要素の中に放射模様で配置されかつ各電磁石の励磁電
流が独立に調節できるようになつている。第10図およ
び第11図の双方の実施例において電磁石への電気供給
ケーブルは41で示される。
の曲げを達成するためいくつかのかかる棒形状の電磁石
が要素の中に放射模様で配置されかつ各電磁石の励磁電
流が独立に調節できるようになつている。第10図およ
び第11図の双方の実施例において電磁石への電気供給
ケーブルは41で示される。
電磁作動具は通常2つの固定終端位置の間だけで作動し
、これによれば腕の曲げの無段階調節は不可能である。
この制限は第12図に示される実施例で解消され、これ
においては作動具14は2個の対向するピストン43を
持つシリンダ42で形成された液圧または空圧のサーボ
モータからなる。圧力媒体は供給管45から中央の入口
または出口44を通して供給できる。ピストン43は要
素の周フランジ30にピボツト可能に取付けられる。供
給管45は望ましくはフランジ30の中の開孔を通過す
る。第13図に示される実施例において要素は周フラン
ジに沿つて2つの部分に分割され、各部分37および3
8は周フランジ30を備える。
、これによれば腕の曲げの無段階調節は不可能である。
この制限は第12図に示される実施例で解消され、これ
においては作動具14は2個の対向するピストン43を
持つシリンダ42で形成された液圧または空圧のサーボ
モータからなる。圧力媒体は供給管45から中央の入口
または出口44を通して供給できる。ピストン43は要
素の周フランジ30にピボツト可能に取付けられる。供
給管45は望ましくはフランジ30の中の開孔を通過す
る。第13図に示される実施例において要素は周フラン
ジに沿つて2つの部分に分割され、各部分37および3
8は周フランジ30を備える。
サーボモータ32は2つの部分が異なる傾斜位置を取る
ことができるような方法でこれら2つの部分37と38
の間に配置される。サーボモータ32は圧力媒体で作動
される行程の短い液圧または空圧モータ例えばピストン
シリンダ装置またはベロ一からなる。少くとも3個のこ
のようなモータが互に等距離に配置され、導管45がこ
れらに圧力媒体を供給する。要素が液圧または空圧装置
によつて作動される別の実施例が第14図に示される。
ことができるような方法でこれら2つの部分37と38
の間に配置される。サーボモータ32は圧力媒体で作動
される行程の短い液圧または空圧モータ例えばピストン
シリンダ装置またはベロ一からなる。少くとも3個のこ
のようなモータが互に等距離に配置され、導管45がこ
れらに圧力媒体を供給する。要素が液圧または空圧装置
によつて作動される別の実施例が第14図に示される。
半径方向に突出する圧カリツプ47を有する多くの圧力
管46は要素の周フランジ30に作動.するように配置
される。管46の中に圧力が供給されると圧カリツプ4
7は広がつて要素のフランジ30を互に変位させる。管
46は腕10のケーシング26の一体部分として形成で
きる。
管46は要素の周フランジ30に作動.するように配置
される。管46の中に圧力が供給されると圧カリツプ4
7は広がつて要素のフランジ30を互に変位させる。管
46は腕10のケーシング26の一体部分として形成で
きる。
第1図はこの発明による腕の基本的実施例の図解的斜視
図、第2図は曲げ位置の第1図による腕を示す図、第3
図は要素の2つの群で構成されよつて2つの異なる平面
または方向で曲ることができるこの発明によるロボツト
腕の図解的側面図、第4図は第3図による可撓腕を備え
た完全な産業ロボツトの正面図、第5図は丸いかどなど
におけるロボツト腕の接近可能性を示す斜視図、第6図
はロボツト腕の1部分とこれを形成する要素の幾何学的
関係を示す拡大側面図、第7図は変型実施例による薄板
形状要素の斜視図、第8図は第7図の−線に沿う断面図
、第9図は回転運動をも遂行する実施例の1部断面によ
る側面図、第10図および第11図は電磁的方法で要素
を作動するような2つの実施例をそれぞれ表わす断面図
、第12図、第13図および第14図は要素を空圧また
は液圧で作動する3つの実施例をそれぞれ表わす図であ
る。 図面において、3は平らな部分、4は操作部、5は接触
面、11は要素、13は中央貫通通路、14は作動具、
18はサーボモータ、23は道具、30はフランジ、3
9,40,42および46は伸長でき収縮できる装置を
示す。
図、第2図は曲げ位置の第1図による腕を示す図、第3
図は要素の2つの群で構成されよつて2つの異なる平面
または方向で曲ることができるこの発明によるロボツト
腕の図解的側面図、第4図は第3図による可撓腕を備え
た完全な産業ロボツトの正面図、第5図は丸いかどなど
におけるロボツト腕の接近可能性を示す斜視図、第6図
はロボツト腕の1部分とこれを形成する要素の幾何学的
関係を示す拡大側面図、第7図は変型実施例による薄板
形状要素の斜視図、第8図は第7図の−線に沿う断面図
、第9図は回転運動をも遂行する実施例の1部断面によ
る側面図、第10図および第11図は電磁的方法で要素
を作動するような2つの実施例をそれぞれ表わす断面図
、第12図、第13図および第14図は要素を空圧また
は液圧で作動する3つの実施例をそれぞれ表わす図であ
る。 図面において、3は平らな部分、4は操作部、5は接触
面、11は要素、13は中央貫通通路、14は作動具、
18はサーボモータ、23は道具、30はフランジ、3
9,40,42および46は伸長でき収縮できる装置を
示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 互に接触するように直列に配置された多くの要素と
、要素の間で作動するようにまたは要素に作動するよう
に配置され動力発生および動力伝達またはそのいずれか
を行なう作動具とを有する、道具などを支持し操作しま
たはそのいずれかをなす可撓腕において、各要素が、前
記作動具によつて要素を作動したときに隣接の要素の接
触面に接触しながらころがりかつ力を伝達するための凸
にわん曲した接触面を少くとも1つ有し、この凸にわん
曲した接触面の曲率半径rが要素の高さHの半分よりか
なり大きいことを特徴とする可撓腕。 2 わん曲した接触面が楕円形状である特許請求の範囲
第1項に記載の可撓腕。 3 要素が互に直交する平面の中でそれに沿つてわん曲
する接触面を両側に有する特許請求の範囲第1項または
第2項に記載の可撓腕。 4 各要素の接触面の少くとも1部分が要素の相対運動
の際に互に係合してころがるように配置された操作部を
備える特許請求の範囲第3項に記載の可撓腕。 5 操作部が軸線方向および半径方向またはそのいずれ
かのうねおよび溝からなる特許請求の範囲第4項に記載
の可撓腕。 6 接触面が円筒状歯付き車の1部として形成される特
許請求の範囲第5項に記載の可撓腕。 7 接触面が少くとも1つの平らな部分と少くとも1つ
の操作部付き部分とに分割される特許請求の範囲第4項
、第5項、第6項のいずれか1項に記載の可撓腕。 8 各要素が力発生および力伝達またはそのいずれかを
行なう作動具を支持するように配置された周フランジを
備える特許請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項
、第5項、第6項、第7項のいずれか1項に記載の可撓
腕。 9 作動具が引張力および圧縮力またはそのいずれかを
伝達できる可撓具例えばワイヤ、ケーブルなどからなり
、可撓具のおのおのの1端がサーボモータに連結され、
反対端がサーボモータから見て要素の対応する群の最終
要素に固定され、作動具が中間の要素のフランジに設け
られた開口を自由に通過するように配置される特許請求
の範囲第8項に記載の可撓腕。 10 作動具が電磁作用によつて伸長でき収縮できる装
置からなり、この装置が相隣る要素の間の空間または要
素のフランジのところの空間の中に配置される特許請求
の範囲第8項に記載の可撓腕。 11 作動具が圧力流体によつて伸長でき収縮できる装
置からなり、この装置が相隣る要素の間の空間または要
素のフランジのところの空間の中に配置される特許請求
の範囲第8項に記載の可撓腕。 12 要素が少くとも1つの中央貫通通路を備える特許
請求の範囲第1項、第2項、第3項、第4項、第5項、
第6項、第7項、第8項、第9項、第10項、第11項
のいずれか1項に記載の可撓腕。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE79023669 | 1979-03-16 | ||
SE7902366A SE419421B (sv) | 1979-03-16 | 1979-03-16 | Bojlig arm i synnerhet robotarm |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS563193A JPS563193A (en) | 1981-01-13 |
JPS5921756B2 true JPS5921756B2 (ja) | 1984-05-22 |
Family
ID=20337557
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP55032167A Expired JPS5921756B2 (ja) | 1979-03-16 | 1980-03-15 | 可撓腕 |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4393728A (ja) |
EP (1) | EP0017016B1 (ja) |
JP (1) | JPS5921756B2 (ja) |
DE (1) | DE3065494D1 (ja) |
FI (1) | FI75110C (ja) |
NO (1) | NO148987C (ja) |
SE (1) | SE419421B (ja) |
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