JPS6133885A

JPS6133885A - 支持装置

Info

Publication number: JPS6133885A
Application number: JP15304684A
Authority: JP
Inventors: 秋谷　文明; 浅川　和雄
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-02-17
Also published as: JPS6211999B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、例えば産業用ロボット等の部材を支持する装
置に関するものであり、特にアーム機構と把持機構（ハ
ンド）との連結部にコンプライアンス機構（弾性体）を
備えて成り、部材の嵌合ハメ合作業に好適な支持装置に
関する。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕産業
用ロボットによる自動組立作業が実現されており、組立
作業の内容も高精度、高速度化の−途をたどっている。

これに伴い、ロボットの位置決め精度の向」二が望まれ
ているが、歌に位置決め精度を向上させるだけでは高精
度な組立が困難な場合が多い。即ち組立作業では組立対
象物間の相対位置関係が重要であり、絶対位置よりは相
対位置決めを高精度に行う必要がある。特に高精度、例
えば数μｍのオーダーの嵌合ハメ合作業においては、高
精度の相対位置決めが問題となる。

このような嵌合へメ合い作業を円滑に行うものとして、
アーム機構と把持機構との連結部にコンプライアンス機
構を備え、アーム機構に対して把持機構を変位可能とし
て組立対象物間の相対位置の位置ずれを吸収する支持機
構が提案されている。

特に嵌合物の搬送時にはコンプライアンスを小さくして
振動を防止し、挿入作業時には位置ずれ方向のコンプラ
イアンスを大きくして円滑且つ迅速な嵌合ハメ合い作業
を可能とした支持装置が提案されている（例えば、特願
昭５７−１６７５０９号）。このような支持装置の概略
構造を第２図に図示する。

第２図において、支持装置は把持機構１、コンプライア
ンス機構２及びアーム機構３を倫えている。把持機構１
は嵌合部材７を保持し、支持装置により嵌合部材７が穴
９に挿入される場合を示している。ここでコンプライア
ンス機構２は−ｉｔの平行バネより成るＸ方向変位部材
４及びこれと直交する一対の平行バネより成るＹ方向変
位部材６を有している。従って、第２図るこ図示の如く
、嵌合部材７が穴９の人口縁の斜面１０と接触した場合
、Ｘ方向変位部材４が変位し、嵌合部材７を穴９に挿入
できるようにしている。但し、嵌合部材７と斜面１０と
が接触した場合、主として平行バネの復帰力が嵌合部材
７と斜面１０にかかり、場合によってはこれらを損壊す
ることとなる。そこで、平行バネの復帰力を最小にする
手段が講じられている。

第３図は第２図に図示のＸ方向変位部材４の詳細とバネ
の復帰力を最小にする手段５を図示したものである。但
し、第２図に対し、第３図は上下が反対に示されている
。１対の平行バネ４１及び４２は固定台４３及び可動台
４４を介して対向しく４）て設けられ、その間は中空になっている。平行バネ４１
及び４２は弾性体で作られているから、外力が加えられ
ると第２図に図示の如く変位する。

一方、平行バネを包囲するようにバネ復帰力調整手段５
が設けられている。該調整手段５は永久磁石５３、ヨー
ク５１、上記可動台４４と一体化された板に取付られ永
久磁石５３とヨーク５１との間に配設されたモータ用コ
イル５２を有している。

永久磁石５３とヨーク５１とコイル５２とは一種の平板
電動機を構成している。永久磁石５３は平行バネの外側
の枠に固定されており、平行バネが変位しても永久磁石
５３の位置は変化しない。一方平行バネ４１の側面に変
位センサ１２が設けられており、この変位量に応じて図
示しない制御回路を介してコイル５２に電流を流すよう
にしている。従って、接触により生ずる外力Ｆａ、バネ
復帰力Ｆｂに対し、永久磁石５３とコイル５２により平
行バネ４１　、４２を必要な量だけ変位させる一方で、
バネ復帰力Ｆｂをキャンセルするようなコイルによる電
磁力Ｆｃを加えて、上述の目的を達しく５）ている。

コイル５２への給電は第３図に図示の如く、外部接続線
１３、端子台５５、及び中間接続線５６を介して行なっ
ている。ここで、例えば、コイルに流す電流が０．５（
Ａ）〜１　（Ａ）であるとすると接続線の被覆外径は０
．５φ〜１．０φ程度となる。

すなわち、比較的径の大きい接続線を用いねばならない
。従って、上記接触力を１ｇ以下に抑えようとする場合
、アーム機構が運動して停止した場合に生ずる接続線の
振動、又は接続線の曲がりに伴うスティソフネスにより
上記調整手段等が影響を受け、この影響が無視できない
ものとなっている。すなわち、接続線の影響によりさら
に高精度な相対位置決め及び接触力の影響を最小にする
ということに限界が生じている。

又、接続線の布線方法、特に変位分を考慮して成る程度
の余裕をもって布線しなければならない中間接続線５６
の布線が難しいという問題がある。

〔発明を解決するための手段〕

本発明は、導電性の平行バネを給電線として用い少なく
とも上述の中間接続線を削除し、中間接続線のスティソ
クネス、振動の影響を受けることなく、且つ、布線を容
易にしようとするものである。

従って本発明においては、第１の支持部材を弾性体を介
して支持する第２の支持部材と、前記弾性体の変位を検
出する変位検出手段と、前記変位検出手段の検出出力に
基づいて前記弾性体に力を付与する力付与手段を備える
と共に、前記力付与手段は電磁石機構より構成されて成
り、且つ電磁石機構を構成するコイルが前記弾性体側に
固着され、界磁手段が前記コイルと対向するように前記
第２の支持部材側に設Ｌ−１られて成る支持装置であっ
て、前記弾性体は導電性材料で構成され、且つ前記コイ
ルに電流を供給する接続線が接続されて成り、前記弾性
体を介して前記コイルに給電するようにされたことを特
徴とする支持装置が提供される。

〔実施例〕

本発明の一実施例を第１図に示す。第１図は第３図と同
様、第２図に図示のコンプライアンス機構２のＸ方向変
位部材４及びその調整手段５を第２図とは上下逆にした
状態の斜視図である。

第１図において、Ｘ方向変位部材４は電気絶縁性固定台
４３０及び電気絶縁性可動台４２０を介して平行バネ４
１１　、４１２及び４２１　、４２２が対向して設けら
れている。平行バネ４１１　、４１２及び４２１　、４
２２は従来のものと同様に所望の弾性を有する一方、導
電性のもので作られている。例えば、ステンレススチー
ル、りん青銅等である。第１図から明らかなように平行
バネは、それぞれ電気的に絶縁された分離したバネ４１
１　と４１２、及び　４２１　と４２２とにより構成さ
れており、可動台４２２側で突出部４１］ａ　、　４１
２ａ及び４２１ａ　、　４２２ａが形成されている。こ
れらの突出部は可動台４２０と一体上なり平行バネの変
位端を固定しコイル５２が設けられた板に開けられた穴
を通してコイル５２の端子として突出し、接続線１３０
を介してコイル５２に接続されている。一方バネ４１１
　、４１２の固定台側には給電線１３が接続されている
。

平行バネの外枠と界磁は第３図と同様である。

又、平行バネ４１１の変位を検出するため変位センサ１
２が図示の如く付着されており、この変位センサの信号
により図示しない制御回路によりコイル５２と界磁５１
　、５３　、５４との電磁力により平行バネ４１１　、
４１２及び４２１　、４２２を変位させることは従来の
場合と同様である。

以上から明らかなように、従来の中間接続線は削除され
、１対の平ｊテバネ４１１　、４１２又は４２１゜４２
２によりコイル５２の中間給電が行なわれている。すな
わち、接続線１３、平行バネ４１１、接続線１３０、コ
イル５２、平行バネ４Ｉ２、接続線１３の電気回路が形
成されている。他方も同様である。

接続線１３０はコイル５２が貼られた高弾性基板上に接
着されて平行バネの突出部４１１ａ　、　４１２ａに接
合されている。従って移動又は停止に伴う中間接続線の
振動、又は、中間接続線の曲げのスティソフネスの影響
は全く無く、又、布線も非常に簡単になる。

尚、外部接続線１３の振動、曲げのスティッフネスの影
響は、外部接続線１３が固定台４３０と同位置の平行バ
ネ部に接続されているから、問題にならない。

以上、Ｘ方向について述べたが、Ｙ方向変位部材６につ
いても同様である。

第４図に本発明の第２の実施例を示す。第２の実施例は
左右のコイル５２　、５８を直列に接続したものである
。また固定台４３１及び可動台４２１　として導電性の
ものを用い、導電性の平行バネ４］３　、４２３との絶
縁をとるため、絶縁体４４１〜４４４を図示の如く介在
させている。導電性弾性板４１３　、４２３の可動台４
２１側には端子となる突出部４１３ａ　、　４２３ａが
設けられ、接続線１３１を介してコイル５２　、５８を
直列に接続している。接続線１３１　は前述同様高弾性
コイル基板に接着されたゆみなく布線されている。

第５図は本発明の他の実施例を示す。この実施例はコイ
ル５２が１つの場合である。導電性平行バネ４１４　、
４２４が絶縁性固定台４３２、及び絶縁性可動台４２３
を介して対向に設けられ、平行バネの突出部４１４ａ　
、　４２４ａが端子となり接続線１３２を介しく１０）てコイル５２に接続されている。他は、第１図の場合と
同様である。

本発明は以上に述べたものの外、種々の変形形態を採る
ことができる。例えば、第５図において、平行バネ４１
４を第１図に図示の如く２つの電気的に絶縁されたバネ
により給電線として用い、他方のバネ４２４は給電線と
しては用いないようにすることができる。

〔発明の効果〕

以上に述べたように本発明によれば、中間接続線による
悪影響を削除し、高精度の相対位置決めを可能とし、接
触力を最少にし得る支持装置が得られる。また本発明に
よればコイルへの給電線の布線が容易になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は本発
明の機構が設けられる支持装置の概略図、第３図は従来
機構を示す斜視図、第４図は本発明の他の実施例を示す
斜視図、第５図は本発明のさらに他の実施例を示す斜視
図、である。（符号の説明）１・・・把持機構、　　２・・・コンプライアンス機構
、３・・・アーム機構、　４・・・Ｘ方向変位部材、５
・・・変位調整手段、６・・・Ｙ方向変位部材、１２・
・・変位センサ、１３・・・外部接続線、５２・・・コ
イル、　　　５３・・・永久磁石、１３０・・・接続線
、　　４１１，４１２，４２１．４２２・・・平１テバ
ネ、４２０・・・可動台、　　　４３０・・・固定台。

Claims

【特許請求の範囲】１、第１の支持部材を弾性体を介して支持する第２の支
持部材と、前記弾性体の変位を検出する変位検出手段と
、前記変位検出手段の検出出力に基づいて前記弾性体に
力を付与する力付与手段を備えると共に、前記力付与手
段は電磁石機構より構成されて成り、且つ電磁石機構を
構成するコイルが前記弾性体側に固着され、界磁手段が
前記コイルと対向するように前記第２の支持部材側に設
けられて成る支持装置であって、前記弾性体は導電性材
料で構成され、且つ前記コイルに電流を供給する接続線
が接続されて成り、前記弾性体を介して前記コイルに給
電するようにされたことを特徴とする支持装置。２、前記弾性体は平行配置された板バネで構成されて成
ると共に、前記平行バネの一方がそれぞれ分離された１
対の導電性バネで形成され該１対の導電性バネを介して
前記コイルのそれぞれ一方に給電されるようにした、特
許請求の範囲第１項に記載の支持装置。３、前記平行バネの一方、少なくとも１つの前記コイル
、前記平行バネの他方により電気回路を形成させた、特
許請求の範囲第１項に記載の支持装置。４、前記平行バネの一方と他方との間に前記コイルを２
つ直列に接続されて成る、特許請求の範囲第１項に記載
の支持装置。