JPS6165955A - Extensible majority joint device - Google Patents

Extensible majority joint device

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JPS6165955A
JPS6165955A JP18875984A JP18875984A JPS6165955A JP S6165955 A JPS6165955 A JP S6165955A JP 18875984 A JP18875984 A JP 18875984A JP 18875984 A JP18875984 A JP 18875984A JP S6165955 A JPS6165955 A JP S6165955A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
joint device
final end
end members
telescoping
telescopic
Prior art date
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Pending
Application number
JP18875984A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ランバー ミシエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bodeyun Bekaale SA Soc
Original Assignee
Bodeyun Bekaale SA Soc
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Publication date
Application filed by Bodeyun Bekaale SA Soc filed Critical Bodeyun Bekaale SA Soc
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Publication of JPS6165955A publication Critical patent/JPS6165955A/en
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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は伸縮自在多数関節装置に関する。[Detailed description of the invention] (Industrial application field) The present invention relates to a telescoping multi-joint device.

この甚Iは2個の最終端部材の間に連結構造を形成する
が、該連結構造が適用される応用例のより特定的分野は
下記各項の通りであるけれどもこれに限定されるもので
はない。
This connector forms a connecting structure between the two final end members, and the more specific fields of application to which this connecting structure is applied are as shown in the following sections, but are not limited thereto. do not have.

a、ロボットの腕や手首のような各種マニピュレータの
分野、 b、溶接位置設定器のような方向と位置の設定可能な昇
降台の分野、 C1武器、反射器及びアンテナ支持用旋回塔の分野、 d、伸縮可能な連結用継ぎ手の分野、 C0各種接近繋止装置の分野、 f、マストや浮動防壁のような剛性または変形可能な起
倒式構造物の分野、 g、清掃器の分野、 h、長い嬬動的歩行移動またはとんぼ返り的転回移動が
できる多目的車両の分野。
a. The field of various manipulators such as robot arms and wrists; b. The field of lifting platforms whose direction and position can be set such as welding position setting devices; the field of C1 weapons, reflectors, and swivel towers for supporting antennas; d. Field of telescopic connection joints; Field of C0 various access anchorage devices; f. Field of rigid or deformable tilting structures such as masts and floating barriers; g. Field of cleaning equipment; h. , the field of multi-purpose vehicles capable of long dynamic walking movements or turning movements.

(従来技術) 以上の分野のすべてにおいて、2つの最終端部月の間を
こ多少複雑な連結構造体を形成する極めて多数の多数関
節装置がすでIこ存在していることは明らかである。
PRIOR ART In all of the above fields, it is clear that a large number of multi-jointed devices already exist that form more or less complex connecting structures between two terminal ends. .

これらの機構の大部分は主として多面体または回転体形
式の各基本的連結部の租合せを使用しているが、その各
構成部品は一般的に先行部品を後続部品へ唯1回に限っ
て組立てられる。
Although most of these mechanisms use a combination of elementary connections, primarily in the form of polyhedrons or rotors, each component generally requires only one and only one assembly of the preceding part to the succeeding part. It will be done.

その各構成部品、各連結部材、各作動器及びそれらの制
御装置は常に極めて異なる形式のものである。
Its components, coupling members, actuators and their control devices are always of very different types.

現時点において工業的に使用される各機構は満足される
べき厳格な運動条件によって一般的に制限される多くの
移動度を備えている。実際上、高度のしかも過多な移動
度を有する各構造物の機構は色々な理論的、実際的及び
経済的難問を提起する。
Each mechanism currently in industrial use has a number of mobilities that are generally limited by strict motion conditions that must be met. In practice, the mechanics of structures with high degrees of mobility pose a variety of theoretical, practical, and economic challenges.

(発明の目的) 本発明の目的は、可動部を三個所に連結の2つの最終端
部材の間に備えられている少なくとも一つの基本的機構
で形成している伸縮自在な多数関節装置であって、その
可動性は、変換運動と、この変換運動の軸に対して直交
する軸の周りの2つの回転運動とからなる。
(Object of the Invention) The object of the present invention is to provide a telescopic multi-joint device in which the movable part is formed by at least one basic mechanism provided between two final end members connected at three points. Its mobility then consists of a translational movement and two rotational movements about an axis orthogonal to the axis of this translational movement.

本発明の目的が達成された場合の他の成果は構造物の主
軸線に対して2つの接線Iこ溢った各部分の相対的回転
を生起することなく各最終端部材を相対的に整列させる
ためのそのような機構である。
Another result, when the objects of the invention are achieved, is to align each final end member relative to the two tangents to the main axis of the structure without causing relative rotation of the respective parts. There is such a mechanism to make it happen.

このために本発明が提起する上記形式の機構は別々の平
面に横たわる少くとも3本の脚部fこよって互に連結さ
れると共にその1本が基準部材を提供する2本の最終端
部材から形成される少くとも1個の基本的機構によって
構成されることと、各脚部が一方において球状連結部に
より同一脚部を形成する他の部品へそれぞれ組合わせら
れる2つの部品から形成されると共に、他方においてこ
の他の部品が回転体連結部により組合せられる最終端部
材とは異なる方の最終端部材へそれぞれ組合せられるこ
ととを特徴とする構成にしたものである。
To this end, the invention proposes a mechanism of the type described above which is connected to each other by at least three legs lying in separate planes and from two final end members, one of which provides a reference member. each leg is formed from two parts each assembled on the one hand by a spherical connection to another part forming the same leg; On the other hand, the other parts are assembled to a final end member different from the final end member to which they are combined by the rotating body connecting portion.

(夫路側) 本発明は添付図の各図面に関連してこれから単なる非限
定的−実柿例として説明する下記の記載からもっとよく
理解して頂けるでしよう。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The invention will be better understood from the following description, which will now be explained by way of non-limiting example only, in conjunction with the accompanying drawings.

まず、第1図を中心(こして各図面を参照すると、先ず
第2図に見られる伸線自在多数IA節装置1は2本の最
終端部材2,3の間に連結構造を形成しているが、その
1方の部月2を基準として取ること(こすると、この組
立体は単一の基本的機構4から成るか、または互に直接
対面するかまたは少くとも1つの挿入要素(図示せず)
を介して対面する各最終瑞部材5.乙によって好都合に
並置されるいくつかの基本的a栴4によって構成される
First, centering on FIG. 1 (and referring to each drawing), the wire drawing multiple IA knot device 1 shown in FIG. 2 forms a connection structure between the two final end members 2 and 3. but one of the parts 2 is taken as a reference (this assembly consists of a single basic mechanism 4 or directly facing each other or with at least one insert element (Fig. (not shown)
Each final screw member facing each other via 5. It is constituted by several basic a-4s which are conveniently juxtaposed by B.

基本的機構4(第1図、第2図及び第3図)はそれ故に
そのうちの一方5を基準とする2個の最終端部材5.6
と、各部材を互に連結する少くとも3個の脚部7,8.
?とによって構成されるが、各脚部7,8.9は別個の
平面に横たわると共に何れも2個の部品10さ11、ま
たは12と13、または14と15から形成されるのみ
ならず、何れも一方において球状連結部16.17.及
び18と少くとも同様の連結部によって同一脚部を形成
する他の部品へ組み合せられるが、他方においてこの他
の部品が回転体連結部、即ち19または20,21.ま
たは22.23または24と少くとも同様の連結部によ
って組み合せられる一方の最終端部材(5または6)と
は異なる他方の最終端部材(6または5)へ組み合せら
れる。
The basic mechanism 4 (FIGS. 1, 2 and 3) therefore consists of two final end members 5, 6 with reference to one of them 5.
and at least three legs 7, 8 . which interconnect each member.
? however, each leg 7, 8.9 not only lies in a separate plane and is each formed from two parts 10 and 11, or 12 and 13, or 14 and 15, but also On the other hand, the spherical connection 16.17. and 18 are combined to other parts forming the same leg by means of connections at least similar to those of 18, but on the other hand, these other parts are connected by rotor connections, namely 19 or 20, 21 . or 22. One final end member (5 or 6) is combined by a connection at least similar to 23 or 24 to another final end member (6 or 5).

各基本的機構4は何れもその球状連結部16゜17及び
18によって仮想的に2つの交互に並ぶ半要素4a、4
b (第3図)に区分される。
Each elementary mechanism 4 is virtually divided into two alternating half-elements 4a, 4 by means of its spherical connections 16, 17 and 18.
b (Figure 3).

各回転体連結部20,22,24.または19,21゜
23の各軸線の配列は、各最終端部材5と6に対しての
何であっても自由に行うことができる。
Each rotating body connecting portion 20, 22, 24. Alternatively, the alignment of the axes 19, 21, 23 for each final end member 5 and 6 can be freely chosen.

しかし若し各最終端部材5またはると少くとも同様の各
回転体連結部20 、22 、24または19゜21 
、23の各軸線が同一平面に横たわるものとすれば、そ
の5本の@線のすべてが互に平行であることはできない
However, if each final end member 5 or at least each similar rotating body connection 20 , 22 , 24 or 19° 21
, 23 lie on the same plane, all five @ lines cannot be parallel to each other.

本発明の特長ある実施例によると、この各軸線は各最終
端部材5また乙に属する軸線(こ対して対称形の回転体
に配置される。その上告軸線とも同一平面であっても差
支えない。
According to a characteristic embodiment of the invention, each of these axes is arranged in a rotating body symmetrical with respect to the axis belonging to each final end member 5 or B. .

理論的に言えば、各基本的機構4(第2図)は各最終端
部材5.6のみならず各脚部7〜9を形成する各部品1
0〜15もすべて三角形構造の形態を有する伸縮自在構
造(第4図)によって形成されることができる。
Theoretically speaking, each basic mechanism 4 (FIG. 2) includes each part 1 forming each final end member 5.6 as well as each leg 7-9.
0 to 15 can also all be formed by a telescoping structure (FIG. 4) having the form of a triangular structure.

各最終端部材5.6を形成する各三角形構造の3本の棒
25,26.及び27.または28.29.及び50は
何れも各脚部7〜9を形成する各部品10〜15をそれ
ぞれ形成する各三角形構造の各3本の棒25.31及び
52.または26,55.及び34゜または27,35
.及び36.または2B、 37.及び38.゛または
29,59.及び40.または最後に1.41゜及び4
2の各1本とそれぞれ結合する。
Three bars 25, 26 of each triangular structure forming each final end member 5.6. and 27. or 28.29. and 50 are each three bars 25.31 and 52. of each triangular structure forming each part 10-15 forming each leg 7-9, respectively. or 26,55. and 34° or 27,35
.. and 36. or 2B, 37. and 38. Or 29,59. and 40. or finally 1.41° and 4
Combine with one of each of 2.

理論的にこのように形成されている各基本的機構は好都
合にも対称形の特性を有すると共に、極めて多程多様な
構造的配列によって具体的に形成されることができる。
Each of the basic mechanisms so formed in theory advantageously has symmetrical properties and can be concretely formed by a very wide variety of structural arrangements.

各基本的機構は、その作動中に加えられる色々な力に対
して剛性であると考えられる各部材5.6と各部品10
〜15を使用することによって第1図に規定される理論
的原型iこ近い形を具体的に持つことができる。
Each basic mechanism has each member 5.6 and each part 10 considered to be rigid against various forces applied during its operation.
By using .about.15, it is possible to concretely have a shape close to the theoretical prototype i defined in FIG.

特に、若し各脚部7〜9を形成する各部品10〜15に
加えられる色々な力が単なる内部的種類の連結作用(適
当な重さを無視した)に基くのみであるならば、これら
の各部品はその各平面においてのみ剛性であるに過ぎな
い。
In particular, if the various forces exerted on each part 10-15 forming each leg 7-9 are based solely on interlocking effects of an internal kind (ignoring appropriate weights), these Each part of is only rigid in each of its planes.

基本的機構は各棒25〜40の代りに作動においてこの
各棒に匹敵する各構成要素(図示せず)を使用すること
によって、たとえその各構成要素の長さが一定であろう
とも、または調節または制御された変形により変更でき
るとしても、第4図に規定された理論的原型に近い形を
具体的に持つことができる。
The basic mechanism can be modified by using components (not shown) that are comparable in operation to each rod 25-40, even though the length of each component is constant, or Although it can be modified by adjustment or controlled deformation, it can specifically have a shape close to the theoretical prototype defined in FIG.

基本的機構は、例えば各部品10〜15が全体としてま
たは部分的に各棒31〜36と37〜42(第5図)瘉
こよって形成され゛る上記した2つの理論的原型から構
成される複合形を具体的に持つことができる。
The basic mechanism consists of the two theoretical prototypes mentioned above, for example each part 10-15 is formed wholly or partially by each rod 31-36 and 37-42 (FIG. 5). It can concretely have a compound form.

所要の移動度と精密度の範囲に応じて、各回転体連結部
19〜24または各球状連結部16.17及び18のよ
うな各連結部が従来型の各連結要素(ブツシュ、軸受1
円滑な球体とソケット型継ぎ手など・−・)を使用する
関節型機構の形とすることもできるし、または屓応的可
撓性を有する色々な可撓性連結制を使用することもでき
る。
Depending on the required range of mobility and precision, each connection, such as each rotating body connection 19 to 24 or each spherical connection 16, 17 and 18, may be replaced by a conventional connection element (bushing, bearing 1).
It may be in the form of an articulated mechanism using smooth ball and socket type joints, etc.) or a variety of flexible connections with responsive flexibility may be used.

各最終端部材5と6の間に相当大きな角度的運動が互i
こ垂直な水平軸線X@IlとY軸に清って要求されるよ
うな場合に、各球状連結部16゜17、及び18へ各脚
部を形成する各部品10と11.12と13、及び14
と15の間にそれぞれ挿入される部材43(第6図)と
44(第7図)により各球状連結部と同等にされるのみ
の各動的連結継ぎ手の形を付与することができる。
There is a considerable angular movement between each final end member 5 and 6.
Each part 10 and 11, 12 and 13 forming a respective leg to each spherical connection 16, 17 and 18, as required by the perpendicular horizontal axis X@Il and the Y axis; and 14
The shape of each dynamic coupling joint can be given only by means of members 43 (FIG. 6) and 44 (FIG. 7) inserted between and 15, respectively, which are made equivalent to respective spherical couplings.

例えば、連結部45の場合(第6図)において、この部
材は回転体連結部によって上記した各部品の一方へ連結
されると共に、その中心がこの回転体連結部の軸線上に
ある円滑な球体とソケット型継ぎ手によって他方の部品
へ連結されるので、回転体関節の軸線に削った球体ソケ
ット継ぎ手の広範な角度的運動を提供する。挿入された
連結部月43の独立的回動を構成する回転体関節の軸線
に償った追加的移動度はこの機構の全体的な動的作用に
何等の影響をも及ぼさない。
For example, in the case of the connecting part 45 (FIG. 6), this member is connected to one of the above-mentioned parts by a rotating body connecting part, and is a smooth spherical body whose center is on the axis of this rotating body connecting part. and to the other part by a socket-type joint, providing a wide range of angular movement of the ball-and-socket joint milled into the axis of the revolute joint. The additional movement compensated for in the axis of the rotor joint, which constitutes an independent rotation of the inserted coupling lug 43, has no effect on the overall dynamic behavior of the mechanism.

第7図に示す他の実施例における各連結部旧44と45
の場合、この各部材は各脚部における各部品の間へそれ
ぞれ挿入されているので、この3つの連続的連結部(第
1脚部部品とこれらの各連結部側の第1部品との間のす
べての連結部の第1連結部と、次に2つの連結部材44
と45の間の連結部と、最後に第2連結部材と脚部の第
2部品11との間の連結部)は回転体型(自在継ぎ手取
付具)のものであって、この3つの回転体連結部の各軸
線はたとえ必ずしも必要ではないζこしてもなるべく同
一点で交わることが望ましい。
Connecting parts 44 and 45 in another embodiment shown in FIG.
In the case of , each member is inserted between each part in each leg, so that the three consecutive connections (between the first leg part and the first part on each of these connections) are inserted between each part in each leg. the first joint of all the joints and then the two joint members 44
and 45 and finally the connection between the second connecting member and the second part 11 of the leg) are of the rotary type (universal joint fitting) and these three It is desirable that the respective axes of the connecting portions intersect at the same point as much as possible, even if this is not always necessary.

基本的機構はまたその各脚部7〜9の各部品10〜15
へ全体的にまたは部分的にその湾曲が膨張可能または弾
力性羽根構造のような単一変数のみに依存する順応的可
撓性をもった湾曲可能部材の形のものを使用することに
よって第1図Iこ規定された原型から派生される形(第
8図)を具体的に付与されることもできる。
The basic mechanism also includes each part 10-15 of each leg 7-9.
First, by using a bendable member with accommodative flexibility, the bending of which depends, in whole or in part, on only a single variable, such as an inflatable or resilient vane structure. It is also possible to specifically give a shape (FIG. 8) derived from the defined prototype.

各脚部7〜9を形成する各部品10,12.及び14、
または11.1!、及び15が何れも順応的可撓性をも
った部材の形であるような構造的配列において、対応す
る各最終端部材5または6の関節運動はこの同−最終端
部材番こ対するその位置が関連部品の変形に依存する各
仮想軸線19゜(21,23)または20.(22,2
4)(第8図と第9図) (21,25および22.2
4についても同様の作用)の周りに生起するものと考え
ることができる。
Each part 10, 12 . forming each leg 7 - 9 . and 14,
Or 11.1! , and 15 are all in the form of compliantly flexible members, the articulation of each corresponding final end member 5 or 6 changes its position relative to this same final end member number. Each virtual axis 19° (21, 23) or 20°, depending on the deformation of the associated parts. (22,2
4) (Figures 8 and 9) (21, 25 and 22.2
4 can be considered to occur around the same effect).

上記した通り、多数関節装置はなるべく幾何学的に同一
であり、しかも同一寸法ですらあり得る任意数の基本的
機構から成る、その各最終端部材5,6を介して並置す
ることにより形成される。
As mentioned above, a multi-articulated device is formed by juxtaposing, via its respective final end member 5, 6, an arbitrary number of elementary mechanisms, preferably geometrically identical and even of the same dimensions. Ru.

可動部を三個所にもった各機構4の場合において、その
各最終端部材2,3を連結するためrNJ個の基本的機
構4から形成される連結構造(第2図)は「N」個の5
倍に等しい移動度を有することは明らかである。
In the case of each mechanism 4 having three movable parts, the connection structure (Fig. 2) formed from rNJ basic mechanisms 4 in order to connect each final end member 2, 3 is "N". 5
It is clear that it has a mobility equal to twice that of the previous one.

多数関節装置がその各最終端部材5,6によっていくつ
かの基本的機構4の対面関係をもった並置からの成果で
ある場合に、該機構は各連結点において共通の各接線を
有する可変半径の円の各円弧の連続によってその平均軸
線のレベルにおいて形成されることができる(2つの部
分の組立体は第10図参照)。
If a multi-jointed device results from the face-to-face juxtaposition of several elementary mechanisms 4 by their respective final end members 5, 6, the mechanisms have variable radii with common respective tangents at each connection point. can be formed by the succession of each arc of a circle at the level of its mean axis (see FIG. 10 for assembly of the two parts).

各基本的機構の動的作用は隣接する機構のそれと無関係
であるか、または依存するかも知れないので、一方の最
終端部材5または6の平面と、この最終端部材へ関節結
合された各部品10〜15の平面との間の角度rAJは
並置された他方の最終端部材6または5の平面とこの他
方の最終端部材6または5へ関節結合された各関連部品
10〜15の平面との間の角度rBJに依存する(第2
図、第11図、及び第12図)。
Since the dynamic action of each elementary mechanism may be independent or dependent on that of the adjacent mechanism, the plane of one end member 5 or 6 and each component articulated to this end member The angle rAJ between the plane of the other end member 6 or 5 juxtaposed with the plane of each associated part 10 to 15 articulated to this other end member 6 or 5 is depends on the angle rBJ between
Figures 11 and 12).

この動的連結が容易にできるようにするため、2つの基
本的機構4を並置している各最終端部材5.6が好都合
にも他方に対して互に整列されているので、各回転体関
節9〜24の各軸線は2本づつ互に平行である。この場
合において、2個の互に並置された基本的機構の動的結
合は従来型の平坦機構によって提供されることができる
To facilitate this dynamic coupling, each end member 5.6 juxtaposing the two elementary mechanisms 4 is advantageously mutually aligned with respect to the other, so that each rotating body Two axes of each of the joints 9 to 24 are parallel to each other. In this case, the dynamic coupling of two mutually juxtaposed basic mechanisms can be provided by a conventional flat mechanism.

互に隣接する少くとも2つの基本的機構の各部品10〜
15の少くともいくつかのそのような動的結合によって
この機構全体の可動性の度数が減少されることは明らか
である。
Each part of at least two basic mechanisms adjacent to each other 10~
It is clear that at least some such dynamic couplings of 15 reduce the degree of mobility of the entire mechanism.

並置された各機構の動的結合へ更に追加される動的結合
部分は、例えば、複数の傘歯車によって(第13図)同
一の基本的機構の構造へ組合せられる。
Further dynamic coupling parts added to the dynamic coupling of each side-by-side mechanism are combined into the same basic mechanism structure, for example by means of a plurality of bevel gears (FIG. 13).

全体的機構の幾何学的状態を規定する各変数の決定はそ
の機構の内側及び/または外側から作用する機械的作用
に基くことができる。
The determination of each variable defining the geometric state of the overall mechanism can be based on mechanical effects acting from inside and/or outside the mechanism.

全体的餞講の幾何学的状態を規定する各機械的作用力長
着し機構の内側から作用すると、その機械的作用はその
4.徳宿の各構成部品へ直接にまたは伝動装置(異なる
機溝、リンク機構、張力をもった可撓性伸長不能リンク
など)を介して間接的に作用する機械的作動器(図示せ
ず)によって作用される。
The mechanical forces that define the overall geometrical state of the structure act from inside the long-wearing mechanism, and the mechanical effects are determined by Actuated by mechanical actuators (not shown) acting directly on each component of the Tokujuku or indirectly through transmission devices (different machine channels, linkages, tensioned flexible non-extensible links, etc.) be done.

これらの作動器は任意の如何なるエネルギー源をも使用
できると共に、如何なる運動法則によっても作動する任
意の既知形式(直線的、回転的、または膨縮自在構造作
動器)のものであっても差支えない。
These actuators can use any energy source and can be of any known type (linear, rotary, or expandable structure actuators) operated by any laws of motion. .

特殊な場合は所定期間中の作動器の運動法則がその休止
状態に存するような作動器によって提供される。
A special case is provided by an actuator such that the law of motion of the actuator during a predetermined period lies in its rest state.

基本的機構4のような機構のレベルiこおいて、可動部
の三個所は例えば下記の各項を直接または間接に制御す
るような機能を有する3台の同一作動器によって好都合
に定着されることができる。即ち a、各最終端部材5,6に属する如何なる2点の間の間
隔、または す、同一脚部7.8.及び9の2つの部品に属する如何
なる二点の間の間隔、または C1異なる各脚部の2つの部品に属する如何なる二点の
間の間隔、 61脚部の部品10〜15のそれぞれ対応する最終端部
材5または6に対する相対的回転。
At level i of a mechanism, such as basic mechanism 4, the three moving parts are conveniently fixed by three identical actuators whose function is, for example, to directly or indirectly control: be able to. That is, a, the distance between any two points belonging to each final end member 5, 6, or the same leg 7.8. and C1 the distance between any two points belonging to the two parts of each different leg; 61 the respective corresponding final ends of the parts 10 to 15 of the leg; Rotation relative to member 5 or 6.

例えば膨縮自在または弾力性羽根構造の如き順応的可撓
性をもった構造の形に脚部の部品11が形成されている
上記した場合において、そのような最終端部材はその制
御された変形を生起する物理化学的現象の台座シこなる
かも知れない。
In the above-described case where the leg part 11 is formed in the form of an accommodatively flexible structure, such as an inflatable or resilient vane structure, such final end member is capable of controlling its controlled deformation. The pedestal of the physicochemical phenomena that cause this may be destroyed.

この場合にそのような部品11はそれ自体が作動器であ
ると考えても差支えない。
In this case, such a component 11 may itself be considered an actuator.

所定時壷こおける各作動器は、同時1こまたは限定され
た回数をもって制御されることができる。
Each actuator in the bottle at a given time can be controlled one at a time or a limited number of times.

各作動器は、サーボ制御手段lこよって都合よく駆動さ
れることができる。
Each actuator can conveniently be driven by servo control means l.

これらの作動器の代りに、またはこれらと組合せて、こ
の組立体は、例えば電位差計または光学的符号器の如き
各連動感知器(図示せず)を都合よく備えることができ
るが、脚部の部品10〜15の関連最終端部材5または
6に対する関節作用による各感知器の制御は、以前の信
号と、または、各駆動器を駆動するための基準値と、比
較及び/または単に記録される信号の特性を改良するた
めである。
In place of or in combination with these actuators, the assembly may conveniently be provided with respective interlocking sensors (not shown), such as potentiometers or optical encoders; The control of each sensor by articulation on the associated end member 5 or 6 of the parts 10 to 15 is compared and/or simply recorded with a previous signal or with a reference value for driving the respective driver. This is to improve signal characteristics.

若し全体的機構の幾何学的状態を規定する機械的作用が
その機構の外側から作用すると、前記した通り、その機
械的作用によって機構のいくつかの構成部品の制御され
た変形が生起される。各機械的作動器またはその各伝動
装置に対しても同一の事態が発生する。
If a mechanical action that defines the geometrical state of the overall mechanism acts from outside the mechanism, then, as mentioned above, that mechanical action causes a controlled deformation of some of the components of the mechanism. . The same situation occurs for each mechanical actuator or its respective transmission.

これらの部品と各作動器(こよって形成される各要素の
少くとも1つにおけるそのような変形可能性のお蔭で形
成されるべき組立体の変形を制御することができる。
Thanks to such deformability in at least one of these parts and each actuator (and thus each element formed), the deformation of the assembly to be formed can be controlled.

(発明の効果) その結果として提供される組立体は下記各項のような多
数の利点を備えている。即ちa、それは伸縮可能である
(Effects of the Invention) The resulting assembly has a number of advantages, such as the following. That is, a, it is stretchable.

b、その平均軸線のどの一点においてもしかもどこにも
死点が存在することなくこの平均軸線に対する接線を含
むすべての平面において湾曲可能である。
b. It can be curved in all planes containing tangents to the mean axis without a dead center at any point or even anywhere on the mean axis.

C1その湾曲程度は各基本的機構を並置することiこよ
って任意に増大可能である。
The degree of curvature of C1 can be increased arbitrarily by juxtaposing each basic mechanism.

d、その各基本的機構は従来型平坦機構によって連結可
能である。
d, each of its basic mechanisms can be connected by a conventional flat mechanism.

e、その各対称性は各部品の形式の数、各組立体の数、
各作動器の数、及び各感知器の数を何れも減少する。
e, each symmetry is the number of types of each part, the number of each assembly,
The number of actuators and the number of sensors are both reduced.

f、各基本的機構の内部的対称性とそのような各機構の
並置とは伝達的運動の使用によって高度の可動性をもっ
た構造の制御を比較的簡単にすることができる。
f. The internal symmetry of each elementary mechanism and the juxtaposition of such mechanisms makes the control of highly mobile structures relatively simple through the use of transmissive motion.

g、それは減少される質量及び慣性に対する剛性及び強
度の見地から俊れている網状組、熾構造に匹敵する構造
を形成できると共に、更に事実上この構造に組合せるこ
とのできる各作動器の二三の寸法から好ましい縮小要因
を構造Jこ提供する。
g, it can form a structure comparable to a reticulated structure, which is superior in terms of stiffness and strength against reduced mass and inertia, and furthermore, it can virtually double the number of actuators of each actuator that can be combined with this structure. A preferred reduction factor from the three dimensions of the structure J is provided.

h、それはどうにかして回転密封のない密封を提供する
可能性と各最終端部材の間にトルクを伝動する可能性と
が幾何学的に押付けられた平均軸線を考えるとしても、
その平均軸線の接線に宿った各部分の相対的回転を一切
容認瞥ないのみならず、更(こ若し、各基本的機構の各
切半要素が構造曲番こ対称的且つ同一であるならば同一
運動機構となる。
h, even if we consider the geometrically pressed mean axis with the possibility of somehow providing a seal without rotational sealing and the possibility of transmitting torque between each final end member.
Not only does it not tolerate any relative rotation of the parts tangential to its mean axis, but it also does not tolerate any relative rotation of the parts tangential to its mean axis; In this case, the motion mechanism is the same.

!、その密封が中心中空ウェブを提供するからケーブル
やパイプを貫通させることができるが、大きな寸法に対
してその中心空間が介在区画を形成することさえできる
! , whose seal provides a central hollow web through which cables or pipes can be passed, but for large dimensions the central space can even form an intervening compartment.

以上のように多数の優れた利点があるが故に、この組立
体は例えば下記各項に示すような極めて多種多様の適用
例が考えられる。即ち(1)  この機構が伸縮自在で
ありその各最終端部材の間に広範囲の順応性と介在区画
の容積とを有するから、−軸線から描写されるこの介在
区画に小型寸法の窓を含む曲面または表面を形成したロ
ボット作業に使用されるロボットの胴体または胴体と両
腕として、 (2)  回転継ぎ手のない順応可能な連結具として、 (3)  好都合な縮小要因を有する伸縮可能な同一運
動連結具として、 (4)  制御された変形可能な受動的または能動的接
近または閉止装置として、 (5)  提案された機構が機械的見地(空間的運動、
運動の対称性、各構成部品の同様性、形成可能な形態構
造、エネルギー消費量の低減)からのみならず、制御的
見地(如何なる時にも操作される変数の減少、各基本的
機構内部の各作動器に与えられる指令順序の置換可能性
、及び伝達的運動)からも理想的解決策を形成するよう
な騒動的大股歩行またはとんぼ返り的転回運動のため提
案された機構を有する多目的車両として、 (6)  基準部材となる一方の最終端部材と、適当な
器具によって物体を把持することのできる他方の最終端
部材とを有すると共に、その物体を基準部材へ連結する
機構の幾何学的形態が容易に決定され、またある運動制
約を考慮しながら運動が容易にその物体まで伝達される
ような水中または空間マニピュレータとして。もっと特
に、この構造が占有する空間トンネル(こ清ってその構
造を引き出すことができる。伝達的性能の取扱いは、そ
の中央ウェブ(騒動的)またはその構造の外部から提供
することができる。
Because of the numerous advantages mentioned above, this assembly can be used in a wide variety of applications, such as those listed below. (1) Since the mechanism is telescoping and has a wide range of conformability and volume of the intervening compartment between each of its final end members, - a curved surface containing a small-sized window in the intervening compartment described from the axis; or as a robot torso or torso and arms used in surface-formed robotic operations; (2) as an adaptable coupling without rotational joints; (3) as a telescoping co-movement coupling with an advantageous reduction factor. (4) as a controlled deformable passive or active access or closure device; (5) the proposed mechanism
Not only from a control point of view (symmetry of motion, similarity of each component, configurable morphology, reduction of energy consumption) but also from a control point of view (reduction of the variables that are manipulated at any time, each element inside each basic mechanism). As a multi-purpose vehicle with a proposed mechanism for tumultuous strides or flip-flop movements, which forms an ideal solution from the viewpoint of the permutability of the order of commands given to the actuator and the communicative movement. , (6) the geometry of a mechanism having one final end member serving as a reference member and the other final end member capable of gripping an object by a suitable instrument, and connecting the object to the reference member; as an underwater or spatial manipulator where the motion is easily determined and the motion is easily transmitted to the object while taking into account certain motion constraints. More particularly, the space occupied by this structure can be extracted by cleaning the tunnel. Transmissive performance handling can be provided from its central web (turbulence) or from outside the structure.

(7)  渡河装置または救命装置として。沈まない膨
張可能構造はその中央ウェブの中へ人を収容することが
必ずできる。
(7) As a river crossing device or life saving device. A non-sinking inflatable structure is necessarily capable of accommodating a person within its central web.

(8)  提案された機構によって面と面とが相対的に
回転することなく各構成要素がすべて同時に、または最
も重い荷重を持った下側要素から始めて各要素が順次展
張することlこより上の方へ延伸されることができる直
立可能なマストとして、 (9)  その他、特に、組立て、爆接及び仕上げ作業
などに対する位置設定器の取扱い装置の分野における物
体支持器、または精密な近接作業が実施されるための変
換移動装置の支持具(溶接支柱支持具)などのような整
列可能な昇降台として、 al  垂直線1こ浴った最終端面の定着した角度的整
合を必要としない旋回塔(大砲、ミサイル、カメラ、映
写機、反射器、アンテナ、放射線感知器、レーザー装置
、流体噴射または吸引筒支持旋回器など)として。
(8) The proposed mechanism allows each component to expand all at the same time or sequentially starting from the lower element with the heaviest load without relative rotation between surfaces. (9) as an erectable mast that can be extended in any direction; (9) as an object supporter, in particular in the field of locator handling equipment for assembly, explosive welding and finishing operations, etc., or where precise close-in operations are carried out; As an alignable lifting platform, such as a support for a conversion movement device (welded column support) for use in a vertical line 1, a turning tower (which does not require a fixed angular alignment of the final end face) (as cannons, missiles, cameras, projectors, reflectors, antennas, radiation detectors, laser devices, fluid injection or suction cylinder support swivels, etc.).

そのような適用例に対して、基健のレベルにおける回転
密封を要することなく連続的横転動ができることによっ
て電気的、電磁的、光学的、及び流体接続手段と有害環
境における密封装置とを簡単化することができる。死点
が存在しないこと(2つの互に直交する垂直面における
連続的−掃の可能性)と慣性が減少すること(好ましい
縮小要因)とはこれもまた優れた利点である。
For such applications, the ability to continuously roll without requiring rotational sealing at the base level simplifies electrical, electromagnetic, optical, and fluidic connections and seals in hazardous environments. can do. The absence of dead centers (possibility of continuous sweeping in two mutually orthogonal vertical planes) and the reduced inertia (favorable reduction factor) are also great advantages.

この変換移動は装置を引出すために使用されるか、また
は恐らく、例えば、各最終端部材の中心を互に連結する
追加的棒によって中立化されても差支えない。
This translation movement can be used to withdraw the device or perhaps neutralized, for example by an additional rod interconnecting the centers of each final end member.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は単一部材の各部品によって形成された基本的機
構の原型である。 第2図はいくつかの並置された基本的機構から形成され
る多数関節装置である。 第5図は基本的機構の配置図である。 第4図は網状組織構造によって形成された基本的機構の
原型である。 第5図は組合せ形式における基本的機構の原型である。 第6図と第7図は全体として球状連結部と同等の複合連
結部を示す互に異なる改変形式である。 第8図は順ら的可撓性をもった各部品を使用した脚部を
有する改変形式の構造である。 第9図は第8図に示す脚部lこよって提供される実質上
の関節を示す図面である@ 第10図はその平均軸線のレベルにおける多数関節型機
構の原型である。 第11〜第15図は互に異なる動的連結装置をそれぞれ
示す図面である。 1・・・伸縮自在多数関節装置   2.3・・・又fL1の各最終端i羽 4・−・基本的機構 5.6・・・”A AN 4の各最終端部材7.8.9
・・・機構4の各脚部 10〜15・・・各脚部の部品 16〜18・・・球状連結部 19〜24・・・回転体連結部(関節部)25〜42・
・・連結棒 43〜45・・・挿入部側
FIG. 1 is a prototype of the basic mechanism formed by parts of a single piece. FIG. 2 is a multi-joint device formed from several juxtaposed basic mechanisms. FIG. 5 is a layout diagram of the basic mechanism. FIG. 4 is a prototype of the basic mechanism formed by the network structure. FIG. 5 is a prototype of the basic mechanism in the combination format. Figures 6 and 7 show different modifications of a composite joint which is generally equivalent to a spherical joint. FIG. 8 shows a modified structure with legs using progressively flexible parts. FIG. 9 is a drawing showing the substantial articulation provided by the leg l shown in FIG. 8; FIG. 10 is a prototype of the multi-jointed mechanism at the level of its mean axis. 11 to 15 are views showing different dynamic coupling devices. 1... Telescopic multi-joint device 2.3... Also, each final end member of fL1 4... Basic mechanism 5.6..."A AN 4 each final end member 7.8.9
... Each leg part 10-15 of the mechanism 4... Parts 16-18 of each leg part... Spherical connection part 19-24... Rotating body connection part (joint part) 25-42.
...Connecting rods 43 to 45...insertion section side

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)何れか一方を基準部材とする2個の最終端部材(
2、3)の間に連結構造を形成する伸縮自在多数関節装
置(1)であって、該装置が別個の平面に横たわる少く
とも3個の脚部 (7、8、9)を何れか一方が基準部材とされる2個の
最終端部材(5、6)へ連結するため後者の各最終端部
材(5、6)から形成される少くとも1個の基本的機構
(4)から成り、また上記各脚部が何れも2個の部品 (10と11、または12と13、または 14と15)から成り、更に上記各部品が 何れも一方において球状連結部(16、 17、及び18)と同様の連結部により同 一脚部に形成された別の上記部品へ組み合 せられると共に、他方において上記別の部 品が回転体連結部(19または20、また は21または22、または最後に23または24の何れ
か)と同様の連結部により組み合せられる上記各最終端
部材(5、6)の一方とは異なる他方の上記最終端部材
へ組み合せられることを特徴とする伸縮自在多数関節装
置。
(1) Two final end members, one of which is used as a reference member (
2, 3), wherein the device has at least three legs (7, 8, 9) lying in separate planes on either side; consisting of at least one elementary mechanism (4) formed from each of the latter end members (5, 6) for connection to the two end members (5, 6), which serve as reference members; Furthermore, each of the above-mentioned legs consists of two parts (10 and 11, or 12 and 13, or 14 and 15), and each of the above-mentioned parts further includes a spherical connecting part (16, 17, and 18) on one side. is assembled to another part formed on the same leg by means of a similar connection, and on the other hand, the other part is connected to a rotor connection (19 or 20, or 21 or 22, or finally 23 or 24). A telescoping multi-joint device characterized in that it is combined with the other final end member different from one of the final end members (5, 6) which are combined by a connecting portion similar to any one of the final end members (5, 6).
(2)特許請求の範囲第1項に記載の伸縮自在多数関節
装置において、上記各最終端部材(5、6)と上記各脚
部(7〜9)を形成する上記各部品(10〜15)とに
よって形成される各要素の少くとも一つはそれに印加さ
れる機械的力に対し剛性部品のように作用する単一部材
の部品(5、6及び10〜15)から成る構造の形態を
有することを特徴とする伸縮自在多数関節装置。
(2) In the telescopic multi-joint device according to claim 1, each of the parts (10 to 15) forming each of the final end members (5, 6) and each of the legs (7 to 9) ), each element formed by A telescoping multi-joint device characterized by having.
(3)特許請求の範囲第1項または第2項に記載の伸縮
自在多数関節装置において、上記各脚部(7〜9)を形
成する上記各最終端部材 (5、6)及び上記各部品(10〜15)によって形成
される上記各要素の少くとも一つはその各構成部品が作
動において棒のようになる手段(25〜42)から成る
三角形の伸縮自在な形態を有することを特徴とする伸縮
自在多数関節装置。
(3) In the telescopic multi-joint device according to claim 1 or 2, each of the final end members (5, 6) forming each of the legs (7 to 9) and each of the parts At least one of said elements formed by (10 to 15) is characterized in that each component thereof has a triangular telescoping form consisting of means (25 to 42) which become rod-like in operation. A telescopic multi-joint device.
(4)特許請求の範囲第1〜第3項の何れか1項に記載
の伸縮自在多数関節装置において、上記各脚部(7〜9
)を形成する上記各最終端部材(5、6)と上記各部品
(10〜15)によって形成される上記各要素の少くと
も一つは一方向的可撓性を有する湾曲可能な構造であっ
て、その湾曲程度が一変数のみに依存する形態を備えて
いることを特徴とする伸縮自在多数関節装置。
(4) In the telescopic multi-joint device according to any one of claims 1 to 3, each of the legs (7 to 9
), at least one of the elements formed by the final end members (5, 6) and the parts (10 to 15) is a bendable structure having unidirectional flexibility. A telescoping multi-joint device characterized in that the degree of curvature depends on only one variable.
(5)特許請求の範囲第1〜第4項の何れか1項に記載
の伸縮自在多数関節装置において、該装置がその上記各
最終端部材(5、6)によって並置される数個の基本的
機構(4)から成ることを特徴とする伸縮自在多数関節
装置。
(5) A telescoping multi-joint device according to any one of claims 1 to 4, in which the device comprises several bases juxtaposed by said respective final end members (5, 6) thereof. A telescoping multi-joint device characterized by comprising a mechanical mechanism (4).
(6)特許請求の範囲第5項に記載の伸縮自在多数関節
装置において、上記各基本的機構の少くとも複数の間に
異なる構造の少くとも1つの挿入要素が挿入されること
を特徴とする伸縮自在多数関節装置。
(6) The telescopic multi-joint device according to claim 5, characterized in that at least one insertion element of a different structure is inserted between at least a plurality of the basic mechanisms. Expandable multi-joint device.
(7)特許請求の範囲第5項に記載の伸縮自在多数関節
装置において、上記各最終端部材(5、6)は互に対面
することを特徴とする伸縮自在多数関節装置。
(7) The telescopic multi-joint device according to claim 5, wherein the respective final end members (5, 6) face each other.
(8)特許請求の範囲第5項または第7項に記載の伸縮
自在多数関節装置において、該装置がその上記各基本的
機構(4)の少くとも複数の間に少くとも1つの動的連
結手段を有することを特徴とする伸縮自在多数関節装置
(8) A telescoping multi-joint device according to claim 5 or 7, wherein the device has at least one dynamic connection between at least a plurality of each of said basic mechanisms (4). A telescoping multi-joint device, characterized in that it has a means.
(9)特許請求の範囲第7項または第8項に記載の伸縮
自在多数関節装置において、2個の上記基本的機構(4
)を並置するための上記各最終端部材(5、6)はその
各相対的回転体関節部(19〜24)が各対毎に平行で
あるように互に他方に対して整列されていることを特徴
とする伸縮自在多数関節装置。
(9) In the telescopic multi-joint device according to claim 7 or 8, the two basic mechanisms (4
) for juxtaposing said respective final end members (5, 6) are aligned with respect to each other such that their respective relative rotary joints (19-24) are parallel for each pair. A telescopic multi-joint device characterized by:
(10)特許請求の範囲第1〜第9項の何れか1項に記
載の伸縮自在多数関節装置において、上記各基本的機構
(4)の少くとも1つはその基本的機構の内部において
上記各要素の間に少くとも一つの動的連結手段を有する
ことを特徴とする伸縮自在多数関節装置。
(10) In the telescopic multi-joint device according to any one of claims 1 to 9, at least one of the basic mechanisms (4) includes the A telescoping multi-joint device, characterized in that it has at least one dynamic coupling means between each element.
(11)特許請求の範囲第1〜第10項の何れか1項に
記載の伸縮自在多数関節装置において、該装置がその上
記各最終端部材(5、6)とその上記各基本的機構(4
)の上記各脚部(7〜9)の上記各部品(10〜15)
とによって形成される上記各要素の各相対的位置を決定
する複数の作動器を有することを特徴とする伸縮自在多
数関節装置。
(11) In the telescopic multi-joint device according to any one of claims 1 to 10, the device comprises the respective final end members (5, 6) and the basic mechanisms ( 4
) of each of the above-mentioned parts (10-15) of each of the above-mentioned legs (7-9)
A telescoping multi-joint device characterized by having a plurality of actuators that determine the relative positions of the respective elements formed by the above-mentioned elements.
(12)特許請求の範囲第1〜第11項の何れか1項に
記載の伸縮自在多数関節装置において、該装置がその上
記各最終端部材(5、6)とその上記各基本的機構(4
)の上記各脚部(7〜9)の上記各部品(10〜15)
とによって形成される上記各要素の各相対的位置を感知
する複数の感知器を有することを特徴とする伸縮自在多
数関節装置。
(12) In the telescopic multi-joint device according to any one of claims 1 to 11, the device comprises the respective final end members (5, 6) and the basic mechanisms ( 4
) of each of the above-mentioned parts (10-15) of each of the above-mentioned legs (7-9)
A telescoping multi-joint device characterized by having a plurality of sensors for sensing the relative positions of the respective elements formed by the above elements.
(13)特許請求の範囲第11項または第12項に記載
の伸縮自在多数関節装置において、上記各作動器と上記
各感知器とによって形成される各構成要素の少くとも複
数はサーボ制御手段へ連結されることを特徴とする伸縮
自在多数関節装置。
(13) In the telescopic multi-joint device according to claim 11 or 12, at least a plurality of the components formed by the actuators and the sensors are connected to servo control means. A telescoping multi-joint device characterized by being connected.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103115120A (en) * 2013-02-27 2013-05-22 北京交通大学 Spherical rolling mechanism
EA036817B1 (en) * 2019-04-30 2020-12-23 Эмиль Самудинович Абдраимов Support and hoisting device

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