JPS6154554B2 - - Google Patents
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- JPS6154554B2 JPS6154554B2 JP57148832A JP14883282A JPS6154554B2 JP S6154554 B2 JPS6154554 B2 JP S6154554B2 JP 57148832 A JP57148832 A JP 57148832A JP 14883282 A JP14883282 A JP 14883282A JP S6154554 B2 JPS6154554 B2 JP S6154554B2
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- arm
- manipulator
- freedom
- degree
- manipulators
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- Expired
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、作業領域が広く、かつ複数台で使
用したとき共通作業領域が広くとれるマニピユレ
ータ装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a manipulator device that has a wide working area and can provide a wide common working area when a plurality of manipulators are used.
従来、すぐれた自由度配分とされているスタン
フオードマニピユレータの自由度構造は、第1図
に示すように鉛直方向回転自由度、水平方向回転
自由度およびリンク方向伸縮自由度から構成され
ている。この図において、1はマニピユレータの
固定端、2は前記固定端1に対して鉛直方向に回
転自由度を有する回転軸、3は前記回転軸2に対
して水平方向に固着された第1のアーム、4は前
記第1のアーム3に対して水平方向に回転自由度
を有する回転軸、5は前記回転軸4の軸方向に対
して直角方向に固着された第2のアーム、6は前
記第2のアーム5の軸方向に対して伸縮自由度を
有する第3のアーム、7は前記第3のアーム6の
先端部である。 The degree of freedom structure of the Stampford manipulator, which is conventionally considered to have an excellent degree of freedom distribution, consists of a vertical rotational degree of freedom, a horizontal rotational degree of freedom, and a link direction expansion and contraction degree of freedom, as shown in Figure 1. There is. In this figure, 1 is a fixed end of the manipulator, 2 is a rotating shaft that has rotational freedom in the vertical direction with respect to the fixed end 1, and 3 is a first arm fixed horizontally to the rotating shaft 2. , 4 is a rotating shaft having a rotational degree of freedom in the horizontal direction with respect to the first arm 3, 5 is a second arm fixed in a direction perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 4, and 6 is the rotating shaft A third arm 7, which has a degree of freedom of expansion and contraction in the axial direction of the second arm 5, is the tip of the third arm 6.
第2図は第1図のマニピユレータを一対にして
使用した場合の作業領域図である。この図におい
て、は第1のマニピユレータ、は第2のマニ
ピユレータ、8は前記第1のマニピユレータの
作業領域、9は前記第2のマニピユレータの作
業領域、10は前記各マニピユレータ,の共
通作業領域である。その他第1図と同一符号は同
一部分を示す。 FIG. 2 is a working area diagram when the manipulators shown in FIG. 1 are used as a pair. In this figure, is a first manipulator, is a second manipulator, 8 is a work area of the first manipulator, 9 is a work area of the second manipulator, and 10 is a common work area of each of the manipulators. . Otherwise, the same reference numerals as in FIG. 1 indicate the same parts.
ところで、上記のマニピユレータの欠点は第3
のアーム6が軸方向に伸縮動作するが、十分な伸
縮自由度がとれにくく、かつがたがでやすいこと
である。また、マニピユレータ,を一対にし
て使用した場合、マニピユレータ1台の回転半径
により形成された作業領域の広さに比べて共通作
業領域10が狭くなる。また、共通作業領域10
を広くしようとするとマニピユレータの機構が大
きくなる等の欠点があつた。 By the way, the third drawback of the above manipulator is
Although the arm 6 can extend and contract in the axial direction, it is difficult to obtain a sufficient degree of freedom in extension and contraction, and the arm 6 tends to rattle. Further, when a pair of manipulators are used, the common work area 10 becomes narrower than the work area formed by the rotation radius of one manipulator. In addition, common work area 10
Attempting to make it wider had disadvantages such as the manipulator mechanism becoming larger.
この発明は、上記の欠点を解消するためになさ
れたもので、アームのストロークが十分にとれて
がたがなく、冒頭に述べた複数台のマニピユレー
タを使用した場合の共通作業領域がきわめて広く
得られるような構造のマニピユレータ装置を提供
するものである。以下、この発明について説明す
る。 This invention was made in order to eliminate the above-mentioned drawbacks.The arm stroke is sufficient and there is no play, and the common working area is extremely wide when using multiple manipulators as mentioned at the beginning. The purpose of the present invention is to provide a manipulator device having a structure that allows This invention will be explained below.
第3図はこの発明の用いる個々のマニピユレー
タを示す構成図で、11はマニピユレータの固定
端、12は前記固定端11に鉛直方向に回転自由
度を有する回転軸、13は第1のアームで、その
一端側13aは回転軸12の軸方向と直角に一体
に形成されており、他端側13bは軸受14が固
着されている。15は前記軸受14に鉛直方向に
回転自由度を有する回転軸、16は前記回転軸1
5の軸方向と直角に固着されている第2のアー
ム、17は前記第2のアーム16に水平方向に回
転自由度を有する回転軸、18は第3のアーム
で、その一端側18aは回転軸17の軸方向と直
角に一体に形成されており、他端側18bは図示
しない手先部や手首部が取り付けられる先端部1
9となつている。 FIG. 3 is a configuration diagram showing an individual manipulator used in the present invention, where 11 is a fixed end of the manipulator, 12 is a rotating shaft having a rotational degree of freedom in the vertical direction at the fixed end 11, and 13 is a first arm. One end side 13a is integrally formed perpendicular to the axial direction of the rotating shaft 12, and a bearing 14 is fixed to the other end side 13b. 15 is a rotating shaft having a degree of freedom of rotation in the vertical direction of the bearing 14; 16 is the rotating shaft 1;
A second arm 17 is fixed at right angles to the axial direction of the second arm 16, a rotating shaft 17 has a degree of freedom of rotation in the horizontal direction, and a third arm 18 has one end 18a that rotates. It is integrally formed perpendicular to the axial direction of the shaft 17, and the other end side 18b is a distal end portion 1 to which a hand portion and a wrist portion (not shown) are attached.
It has become 9.
第4図は第3図のマニピユレータを一対にして
使用した場合の作業領域図である。この図におい
て、XIは第1のマニピユレータ、XIIは第2のマニ
ピユレータ、20は前記各マニピユレータXI,XII
の共通作業領域である。その他第3図と同一符号
は同一部分を示す。 FIG. 4 is a working area diagram when the manipulators shown in FIG. 3 are used as a pair. In this figure, XI is the first manipulator, XII is the second manipulator, and 20 is each of the manipulators XI and XII.
This is a common work area for Otherwise, the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same parts.
この一対にするマニピユレータ装置の一実施例
の構成としては、第6図に示すように、第1のマ
ニピユレータの固定端11に鉛直方向に回転自由
度を有する回転軸12の上方向に、第2のマニピ
ユレータの回転軸12′を鉛直方向に回転自由度
を有するように設ける。前記回転軸に第1のマニ
ピユレータの構成と同様に第1のアーム13′及
び第2、第3のアームを形成する。 As shown in FIG. 6, the configuration of an embodiment of this pair of manipulator devices is such that the fixed end 11 of the first manipulator is provided with a second A rotating shaft 12' of the manipulator is provided so as to have a degree of rotational freedom in the vertical direction. A first arm 13' and second and third arms are formed on the rotating shaft in the same manner as the first manipulator.
このように、各マニピユレータXI,XIIはそれぞ
れの回転軸12を固定端11の同一軸線上に置く
ことができるので、従来のマニピユレータ,
により形成された共通作業領域10に比べて、広
い面積をもつ共通作業領域20を得ることができ
る。また、第3のアーム18の先端部19は動作
領域内で任意の三次元位置をとることができる。 In this way, each of the manipulators XI and XII can place their respective rotating shafts 12 on the same axis of the fixed end 11, so that the conventional manipulators
It is possible to obtain a common work area 20 having a larger area than the common work area 10 formed by. Further, the tip end 19 of the third arm 18 can take any three-dimensional position within the operating region.
第5図はこの発明に用いるマニピユレータにカ
ウンタバランスを取り付けた一例を示すもので、
21は前記第3のアーム18の一端側に取り付け
たカウンタバランスで、その他第3図と同一符号
は同一部分を示す。 Figure 5 shows an example of a manipulator used in this invention with a counterbalance attached.
Reference numeral 21 denotes a counterbalance attached to one end of the third arm 18, and the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same parts.
このように、第3のアーム18の先端部19に
は図示しない手先、手首部を取り付け、この手
先、手首部の駆動装置をカウンタバランス21と
して作用するように配置することによつて、第3
のアーム18の重力負担を軽減することができ
る。また、第1のアーム13、第2のアーム1
6、第3のアーム18により構成されているの
で、第1のアーム13を中心とした水平面内の回
転により形成された円周方向に第2のアーム16
が十分なストロークSをとることができる。 In this way, by attaching a hand and a wrist (not shown) to the tip 19 of the third arm 18 and arranging the drive device for the hand and wrist so as to act as a counterbalance 21, the third
The gravitational load on the arm 18 can be reduced. In addition, the first arm 13 and the second arm 1
6. Since the second arm 16 is composed of the third arm 18, the second arm 16
can take a sufficient stroke S.
以上説明したようにこの発明は、マニピユレー
タの固定端の一端側が鉛直方向に回転自由度を有
する第1のアームを設け、この第1のアームの他
端側に同じく鉛直方向に回転自由度を有する第2
のアームを設け、この第2のアームに一端側が水
平方向に回転自由度を有する第3のアームを設け
たので、第1のアームの回転により形成された円
周方向に第2のアームが水平面内で十分なストロ
ークをとることができる。したがつて、このスト
ロークの方向が水平面にあるため、第1のアーム
を駆動するアクチユエータは重力の影響を全く受
けることがなく負荷が軽減される。また、アーム
の軸方向に伸縮することにより動作するアームが
ないので、がたが少なくなり、マニピユレータと
しての精度を向上することができる。また、この
発明のマニピユレータ2台を一対にして使用した
場合は、第1のアームの回転軸を固定端の第1軸
線上に置くことができるので、従来のマニピユレ
ータに比べて広い面積をもつ共通作業領域が得ら
れ、また、第3のアームの先端部は動作領域内で
任意の三次元の位置をとることができる等の利点
を有する。 As explained above, in the present invention, one end side of the fixed end of the manipulator is provided with a first arm having a degree of freedom of rotation in the vertical direction, and the other end side of the first arm has a degree of freedom of rotation in the vertical direction. Second
Since the second arm is provided with a third arm whose one end side has a degree of freedom of rotation in the horizontal direction, the second arm is rotated in the horizontal plane in the circumferential direction formed by the rotation of the first arm. You can take enough strokes inside. Therefore, since the direction of this stroke is in the horizontal plane, the actuator that drives the first arm is not affected by gravity at all, and the load is reduced. Furthermore, since there is no arm that operates by expanding and contracting in the axial direction of the arm, backlash is reduced and the precision of the manipulator can be improved. In addition, when two manipulators of the present invention are used as a pair, the rotation axis of the first arm can be placed on the first axis of the fixed end, so the common manipulator has a larger area than conventional manipulators. A working area is obtained, and the tip of the third arm can take any three-dimensional position within the working area.
第1図は従来のマニピユレータの一例を示す構
成図、第2図は第1図マニピユレータを一対にし
て使用した場合の作業領域図、第3図はこの発明
の一実施例を示す構成図、第4図は本発明のマニ
ピユレータ装置の作業領域図、第5図はこの発明
に用いるのマニピユレータにカウンタバランスを
取り付けた一例を示す斜視図である。第6図は、
本発明マニピユレータ装置の構成を示す斜視図で
ある。
図中、11は固定端、12,12′は回転軸、
13,13′は第1のアーム、14,14′は軸
受、15,15′は回転軸、16,16′は第2の
アーム、17,17′は回転軸、18,18′は第
3のアーム、19,19′は先端部である。
Fig. 1 is a block diagram showing an example of a conventional manipulator, Fig. 2 is a working area diagram when the manipulators shown in Fig. 1 are used as a pair, and Fig. 3 is a block diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a working area diagram of the manipulator device of the present invention, and FIG. 5 is a perspective view showing an example in which a counterbalance is attached to the manipulator used in the present invention. Figure 6 shows
FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of the manipulator device of the present invention. In the figure, 11 is a fixed end, 12 and 12' are rotating shafts,
13, 13' are first arms, 14, 14' are bearings, 15, 15' are rotating shafts, 16, 16' are second arms, 17, 17' are rotating shafts, 18, 18' are third arms. The arms 19 and 19' are the tips.
Claims (1)
度を有する第1のアームを設け、この第1のアー
ムの他端側に鉛直方向に回転自由度を有する第2
のアームを設け、この第2のアームに一端側が水
平方向に回転自由度を有する第3のアームを設け
たマニピユレータを複数用い、該複数のマニピユ
レータの上記第1のアームの各々を同一回転軸上
に支持して成ることを特徴とするマニピユレータ
装置。1 A first arm having one end having a first degree of freedom of rotation in the vertical direction is provided at the fixed end, and a second arm having a degree of freedom of rotation in the vertical direction at the other end of the first arm.
A plurality of manipulators are used in which the second arm is provided with a third arm having a rotational degree of freedom in the horizontal direction on one end side, and each of the first arms of the plurality of manipulators is arranged on the same rotation axis. A manipulator device characterized by being supported by.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14883282A JPS5937078A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP14883282A JPS5937078A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Manipulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5937078A JPS5937078A (en) | 1984-02-29 |
JPS6154554B2 true JPS6154554B2 (en) | 1986-11-22 |
Family
ID=15461724
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP14883282A Granted JPS5937078A (en) | 1982-08-27 | 1982-08-27 | Manipulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5937078A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3749946B2 (en) * | 2002-02-07 | 2006-03-01 | 国立大学法人 東京大学 | Joint mechanism, double-arm robot and biped robot using it |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5558995A (en) * | 1978-10-27 | 1980-05-02 | Fujitsu Ltd | Mechanical arm device |
-
1982
- 1982-08-27 JP JP14883282A patent/JPS5937078A/en active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5558995A (en) * | 1978-10-27 | 1980-05-02 | Fujitsu Ltd | Mechanical arm device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5937078A (en) | 1984-02-29 |
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