JPS62294459A - Robot apparatus - Google Patents

Robot apparatus

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Publication number
JPS62294459A
JPS62294459A JP13596686A JP13596686A JPS62294459A JP S62294459 A JPS62294459 A JP S62294459A JP 13596686 A JP13596686 A JP 13596686A JP 13596686 A JP13596686 A JP 13596686A JP S62294459 A JPS62294459 A JP S62294459A
Authority
JP
Japan
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drive shaft
pressure
signal
movable body
arm
Prior art date
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Pending
Application number
JP13596686A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Motoo Uno
宇野 元雄
Akimine Kobayashi
小林 暁峯
Fumio Fukuchi
福地 文夫
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP13596686A priority Critical patent/JPS62294459A/en
Publication of JPS62294459A publication Critical patent/JPS62294459A/en
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Abstract

PURPOSE:To perform safe high speed coating by reducing the vibration of an arm at the leading end thereof, by connecting a plurality of arms driven by a rubber artifical muscle actuator by a rotary shaft parallel to the moving direction of a moving body. CONSTITUTION:Numerals 51A, 51B are rubber artificial muscles and one end of each of said artificial muscles is connected to the structural body 40 of a forearm mechanism 12 and the other end of each is connected through the wire rope 52 wound around the pulley 53 connected to a drive shaft 54 through pulleys 61A, 62A, 61B, 62B to be arranged in opposed relationship. The drive shaft 54 supported by a structural body 60 is connected to the structural body of a finger part to rotate said finger part. The angle of rotation of the drive shaft 54 is detected by an angle-of-rotation detector through a coupling.

Description

【発明の詳細な説明】 3、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明rよロボット装置に係り、特に塗装に好適なロボ
ット装置に関する。
Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Field of Industrial Application] The present invention relates to a robot device, and particularly to a robot device suitable for painting.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ロボット装置として例えば、特開昭59−209790
号公報に記載のように、ゴム人工筋アクチュエータなど
で駆動される方式のものが知られている。
As a robot device, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-209790
As described in the above publication, a system driven by a rubber artificial muscle actuator is known.

〔発明が解決しようとする間呟点〕[The problem that the invention is trying to solve]

上ml従来技術は、高速性の点について配慮がされてお
らず、駆動系の剛性が低いため、アーム先端を高速で駆
動すると振動が生じ、アーム先端にスプレーガンなどの
塗装手段を設け、釜装を行う場合塗装ムラが生じるとい
う問題があった。
1. In the conventional technology, no consideration was given to high speed, and the rigidity of the drive system was low, so when the arm tip was driven at high speed, vibrations were generated. There was a problem in that coating unevenness occurred when coating.

本発明の目的は、広い可動範囲を高速に移動しつつ塗装
を行うことができるロボット装置を提供することにある
An object of the present invention is to provide a robot device that can perform painting while moving at high speed over a wide movable range.

〔間魂点を解決するための手段〕[Means for resolving intertemporal points]

本発明の上記目的は、高速可Hヒな移動体全専用駆II
wJ機構で移動構成し、この移動体に、ゴム人工筋アク
チュエータで駆動される多関節のアーム手段を設け、こ
のアーム手段のアームを移動体の移動方向と平行な回転
軸で連結構成することにより達成される。
The above-mentioned object of the present invention is to provide a high-speed, high-speed, mobile-only drive II.
The movable body is configured to move using a wJ mechanism, and this movable body is provided with a multi-joint arm means driven by a rubber artificial muscle actuator, and the arms of this arm means are connected by a rotation axis parallel to the moving direction of the movable body. achieved.

〔作用〕[Effect]

高速移動可能な移動体に搭載されたゴム人工筋アクチュ
エータで駆動される多関節アームの自由度は、移動体の
7多動力向と直角方向に可動するように配I直され1手
先の自由度は回転軸に対しバランスヲ城って、配置され
る。それによって、アーム手段の各自由度は移動体によ
り生じる加速度の影響を受けなくなるので、アーム先端
の振動は低減され、塗装ムラは低減される。また、ゴム
人工筋アクチュエータは防爆性を備えているので、移動
体と組み合せることにより安全かつ高速度重装作業が可
能となる。
The degree of freedom of the multi-jointed arm, which is driven by a rubber artificial muscle actuator mounted on a moving body capable of high-speed movement, is rearranged so that it can move in a direction perpendicular to the seven multi-force directions of the moving body, giving it one hand degree of freedom. is placed in balance with respect to the axis of rotation. As a result, each degree of freedom of the arm means is not affected by the acceleration caused by the moving body, so vibrations at the tip of the arm are reduced and uneven coating is reduced. Furthermore, since the rubber artificial muscle actuator is explosion-proof, it enables safe, high-speed heavy equipment work by combining it with a moving object.

〔実施例〕〔Example〕

以下1本発明の装置の実施例を図面により説明する。 An embodiment of the apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図において、IAJ−よびIBは支柱、2Aおよび
213は支柱1人およびIBにより支持され。
In FIG. 1, IAJ- and IB are supported by columns, and 2A and 213 are supported by one column and IB.

平行に配置されたレール、3は電動モータ、5Aは電動
モータ3に接続された減速機4により駆動されるスプロ
ケット% 6はスズロケット5Aおよび5Bにより壌状
に配置され一部を台車7に接続されたチェーン、7は車
輪8A、  8B、  sc。
Rails arranged in parallel, 3 is an electric motor, 5A is a sprocket driven by a speed reducer 4 connected to the electric motor 3, 6 is a sprocket driven by a speed reducer 4 connected to the electric motor 3, and 6 is a sprocket driven by tin rockets 5A and 5B, a part of which is connected to a trolley 7. chain, 7 wheels 8A, 8B, sc.

8Dによりレール2A、2Bに沿って移動する台車、た
だし車輪8C,8Dは台車7に対し車輪8、A、8Bに
対称の位置に配置され図では省略されている。9は台車
7に両足された駆動機構。
A truck 8D moves along rails 2A and 2B, however, wheels 8C and 8D are arranged at positions symmetrical to wheels 8, A, and 8B with respect to truck 7, and are omitted from the figure. 9 is a drive mechanism with both legs attached to the trolley 7.

10は駆動機構9に接続され軸101を中心に回転する
上腕機構、12は、上腕機構10に接続され軸102を
中心に回転する前腕機構、11は上腕機構10と前腕機
構に接続された可撓性のカバー、14は前腕機構12に
接続され軸103および104を中心に回転する手先機
構、13は前腕機構12と手先部材14に接続された可
撓性カバーである。なお、上腕機構10および前腕機構
12はカバーの付いた状態ヲ図に示している。ここで軸
101,102,103の方向はレール2A、2Bすな
わち台車7の移動方向Xにほぼ一致している。また、手
先機構14は軸104回りにほぼバランスがとれている
。すなわち、X方向の動き、および軸101.軸102
回りの動きにより手先機構14はX方向のストローク、
軸101および102の可動回転角、上腕機構および前
腕機構の長さで決まるq能範囲中の任意の位置に位置決
めできる。゛また、軸103.軸104の回転により手
先機構は軸103および軸104の可動回転角内の任意
の方向に位置決めできる。
10 is an upper arm mechanism connected to the drive mechanism 9 and rotates around a shaft 101; 12 is a forearm mechanism connected to the upper arm mechanism 10 and rotates around an axis 102; 11 is a flexible arm mechanism connected to the upper arm mechanism 10 and the forearm mechanism. A flexible cover 14 is a hand mechanism connected to the forearm mechanism 12 and rotates about shafts 103 and 104; 13 is a flexible cover connected to the forearm mechanism 12 and the hand member 14. The upper arm mechanism 10 and the forearm mechanism 12 are shown in the figure with their covers attached. Here, the directions of the axes 101, 102, 103 substantially coincide with the moving direction X of the rails 2A, 2B, that is, the truck 7. Further, the hand mechanism 14 is substantially balanced around the axis 104. That is, movement in the X direction, and axis 101. Axis 102
Due to the rotational movement, the hand mechanism 14 makes a stroke in the X direction,
It can be positioned at any position within the range of motion determined by the movable rotation angles of the shafts 101 and 102 and the lengths of the upper arm mechanism and forearm mechanism.゛Also, the shaft 103. By rotating the shaft 104, the hand mechanism can be positioned in any direction within the movable rotation angle of the shafts 103 and 104.

第2図は第1図に示した実施例tA方向から見た図であ
る。第1図と同一部分は同一符号で示す。
FIG. 2 is a view of the embodiment shown in FIG. 1 when viewed from the direction tA. The same parts as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals.

スズロケット5Aおよび5Bにより環状に配置されたチ
ェーン6は固屋具16A、および16Bにより台車7に
接続されている。ま苑、台車7に接続されたケーブルお
よび配管19はガイド18に沿って屈曲伸展する。
A chain 6 arranged in an annular manner by tin rockets 5A and 5B is connected to a truck 7 by means of fasteners 16A and 16B. Cables and piping 19 connected to the park, truck 7 are bent and extended along the guide 18.

第3図および第4図はゴム人工筋によ#)駆動されるア
ーム部分のカバーを外した様子を示したものである。2
1A、21B、21C,21Dは自由度101を駆動す
るゴム人工筋であり、一端は駆動機構9の構造体20に
接続され、21A。
Figures 3 and 4 show the arm portion driven by the rubber artificial muscle with the cover removed. 2
1A, 21B, 21C, and 21D are rubber artificial muscles that drive the degree of freedom 101, and one end is connected to the structure 20 of the drive mechanism 9, and 21A.

21Bは駆動軸24に接続されたグー!J 23 Aに
巻き付けられたワイヤロープ22A’i介して対向配置
されでおり、同様に21C,21Dは5駆動軸24に接
続されたプーリ23J3に巻き付けられたワイヤロープ
22Bk介して対向配置されている。
21B is the goo! connected to the drive shaft 24! 21C and 21D are arranged opposite to each other via a wire rope 22A'i wrapped around a pulley 23J3 connected to the drive shaft 24. .

構造体20に支持された駆動軸24は上腕機構10の構
造体30に接続されこれを回転する。また、駆動軸24
の回転角はカップリング36を介して接続された回転角
度検出器37により検出する。
A drive shaft 24 supported by the structure 20 is connected to the structure 30 of the upper arm mechanism 10 and rotates it. In addition, the drive shaft 24
The rotation angle is detected by a rotation angle detector 37 connected via a coupling 36.

31A、31B、31C,31Dは自由度102f、駆
動するゴム人工筋であり、31A、31Bの一端は上p
14=構工0の構造体30にワイヤ35A。
31A, 31B, 31C, and 31D are driving rubber artificial muscles with a degree of freedom of 102 f, and one end of 31A, 31B is connected to the upper p
14=Wire 35A in structure 30 with structure 0.

3581に介して接続され、他端は駆動軸34に接続さ
れたブーI) 33 Aに巻き付けられたワイヤロープ
32Aを介して連結され対向配置されており、同様に3
1C,31Dの一端は上腕機構10の構造体30にワイ
ヤ35C,35D’i介して接続され、他端は駆動軸3
4に接続されたグー1j 33 Bに巻き付けられたワ
イヤロープ32Bを介して連結され対向配置されている
。構造体30に支持された駆動軸34は前腕機構12の
構造体40に接続されておりこれを回転する。また、駆
動軸34の回転角は駆動軸34に接続されたグーIJ 
38 A、タイミングベルト36およびプーリ38B’
i介して回転角度検出器37により検出する。
3581, the other end of which is connected to the drive shaft 34. The wire ropes 32A are connected to the wire ropes 32A wrapped around the drive shaft 34, and the other end is connected to the drive shaft 34.
One end of 1C, 31D is connected to the structure 30 of the upper arm mechanism 10 via wires 35C, 35D'i, and the other end is connected to the drive shaft 3.
They are connected via a wire rope 32B wound around the goo 1j 33B connected to the goo 1j 33B, and are arranged to face each other. A drive shaft 34 supported by the structure 30 is connected to and rotates the structure 40 of the forearm mechanism 12. Furthermore, the rotation angle of the drive shaft 34 is determined by the angle of rotation of the drive shaft 34.
38 A, timing belt 36 and pulley 38B'
i is detected by the rotation angle detector 37.

41A、41Bは自由度103’e駆動するゴム人工筋
であり、41A、4113の一端は前腕機構12の構造
体40にワイヤ45A、45Bを介して接続され、他端
は駆動軸44に接続されたプーリ43に巻き付けられた
ワイヤロープ42を介して連結され対向配置されている
。構造体40に支持された駆動軸44は構造体60に接
続されておりこれを回転する。また、駆動軸44の回転
角は駆動軸44に接続されたプーリ48A、タイミング
ベルト46およびグー!J48Bt−介して回転角度検
出器47により検出する。
41A and 41B are rubber artificial muscles driven with a degree of freedom of 103'e, one end of 41A and 4113 is connected to the structure 40 of the forearm mechanism 12 via wires 45A and 45B, and the other end is connected to the drive shaft 44. They are connected to each other via a wire rope 42 wound around a pulley 43 and arranged to face each other. A drive shaft 44 supported by the structure 40 is connected to the structure 60 and rotates it. Further, the rotation angle of the drive shaft 44 is determined by the pulley 48A connected to the drive shaft 44, the timing belt 46, and the rotation angle of the drive shaft 44. J48Bt- is detected by the rotation angle detector 47.

51A、51Bは自由度104を駆動するゴム人工筋で
あり、51A、51Bの一端は前腕機構12の構造体4
0にワイヤ55A、55Bを介して接続され、他端はグ
ーIJ61A、62Aおよびブー!j61J:1.62
Bを介して駆動軸54に接続されたプーリ53に巻き付
けられたワイヤロープ52を介して連結され対向配置さ
れている。構造体60に支持された駆動軸54は手先部
材14の構造体70に接続されておりこれを回転する。
51A and 51B are rubber artificial muscles that drive the degree of freedom 104, and one end of 51A and 51B is the structure 4 of the forearm mechanism 12.
0 via wires 55A, 55B, and the other end is connected to Goo IJ61A, 62A and Boo! j61J: 1.62
They are connected via a wire rope 52 wound around a pulley 53 which is connected to a drive shaft 54 via B, and are arranged opposite to each other. The drive shaft 54 supported by the structure 60 is connected to the structure 70 of the hand member 14 and rotates it.

また、駆動軸54の回転角はカップリング56を介して
回転角度検出器57により検出する。
Further, the rotation angle of the drive shaft 54 is detected by a rotation angle detector 57 via a coupling 56.

したがって、並列配置されたゴム人工筋21A。Therefore, the rubber artificial muscles 21A are arranged in parallel.

21Cおよび21B、21Dのそれぞれの収縮および伸
展により自由度101が駆動され、同様に並列配置され
たゴム人工筋31A、31Cおよび31B、31Dのそ
れぞれの収縮および伸展により自由度102が駆動され
、ゴム人工筋41Aおよび41Bの収縮および伸展によ
り自由度103が駆動され、ゴム人工筋51Aおよび5
1Bの収縮および伸展により自由度104が駆動される
The degree of freedom 101 is driven by the contraction and extension of each of the rubber artificial muscles 21C, 21B, and 21D, and the degree of freedom 102 is driven by the contraction and extension of each of the rubber artificial muscles 31A, 31C, 31B, and 31D, which are arranged in parallel. The degree of freedom 103 is driven by the contraction and extension of the artificial muscles 41A and 41B, and the rubber artificial muscles 51A and 5
Contraction and extension of 1B drives degree of freedom 104.

次に本発明の制御系の一例を第5図に示す。Next, an example of the control system of the present invention is shown in FIG.

30はロボット制御手段、31〜35はそれぞれ軸10
.1〜105を駆動するサーボ機構をブロックとして表
わしたものである。36は電動モータ3を駆動するサー
ボ機構をブロックとして表わしたものである。信号θr
l〜θ、6はロボット制御手段30から各サーボ機構3
1〜35に出力される目標角度信号、1ぽ号321〜3
25はサーボ機構31〜35からロボット制御手段30
に出力される軸101〜105の動作角度信号である。
30 is a robot control means, and 31 to 35 are respective axes 10.
.. The servo mechanism that drives 1 to 105 is expressed as a block. Reference numeral 36 represents a servo mechanism for driving the electric motor 3 as a block. signal θr
l to θ, 6 are the signals from the robot control means 30 to each servo mechanism 3.
Target angle signal output to 1-35, 1po No. 321-3
25 is a robot control means 30 from servo mechanisms 31 to 35;
This is the operating angle signal of the axes 101 to 105 outputted to.

またX、はロボット制御手段30からサーボ機構36に
出力される目標位置信号、Xoはサーボ機構36からロ
ボット制御手段30に出力される台車7の出力位置信号
である。
Further, X is a target position signal outputted from the robot control means 30 to the servo mechanism 36, and Xo is an output position signal of the trolley 7 outputted from the servo mechanism 36 to the robot control means 30.

次に前述したサーボ機構31. 32. 33゜34.
35の具体的構成の例を第6図に示す。
Next, the servo mechanism 31 mentioned above. 32. 33°34.
An example of a specific configuration of 35 is shown in FIG.

1001はベース、1002A、1002Bはそれぞれ
一端をベース1001に固定された弾性管状構造体で。
1001 is a base, and 1002A and 1002B are elastic tubular structures each having one end fixed to the base 1001.

この弾性管状構造体1002A、1002Bは伸縮性に
富むゴムチューブの外周に繊維コードの編、組を被覆し
た構造となっており、その内部に圧縮流体を供給すると
半径方向への膨張を伴いながら長手方向に収縮する。1
003はベース1001に固定されたプーリ保持体、1
004はこのプーリ保持体/QS 1003に回転可能に設けられたブー!J、1005は
プーリ1004と同軸上でプーリ保持体1003に回転
可能に設けられた可動体、1010は可動体1005の
同軸上に結合された回転角検出器、1006A、100
6Bはその一端をそれぞれ弾性管状構造体1002A、
1002Bに結合したワイヤロープで、その他端はグー
!j1004にほぼ一周巻き付けたのち、可動体100
5の先端に固定されている。
These elastic tubular structures 1002A and 1002B have a structure in which the outer periphery of a highly elastic rubber tube is covered with braided or braided fiber cords, and when compressed fluid is supplied to the inside thereof, it expands in the radial direction and expands in the longitudinal direction. shrink in the direction. 1
003 is a pulley holder fixed to the base 1001, 1
004 is a Boo! rotatably installed on this pulley holder/QS 1003. J, 1005 is a movable body rotatably provided on the pulley holder 1003 coaxially with the pulley 1004, 1010 is a rotation angle detector coupled coaxially to the movable body 1005, 1006A, 100
6B has one end thereof connected to an elastic tubular structure 1002A,
Wire rope connected to 1002B, other end is goo! After wrapping it around the j1004 almost once, the movable body 100
It is fixed at the tip of 5.

弾性管状構造体1002A、1002Bはそれぞれ管路
1007A、1007Bf、介し圧力制御手段1008
A。
The elastic tubular structures 1002A and 1002B are connected to pipes 1007A and 1007Bf, respectively, and pressure control means 1008.
A.

1008Bにより圧縮流体を供給されその内部の圧力を
制御される。
1008B supplies compressed fluid and controls the internal pressure.

すなわち弾性管状構造体1002Aの内圧が上昇し弾性
管状構造体1002Bの内圧が低下すると前者は収縮し
、後者は伸展し可動体1005は反時計方向に回転する
。逆に弾性管状構造体1002Aの内圧が低下し、弾性
管状構造体1002Bの内圧が上昇すると、可動体10
05は時計方向に回転する。
That is, when the internal pressure of the elastic tubular structure 1002A increases and the internal pressure of the elastic tubular structure 1002B decreases, the former contracts, the latter expands, and the movable body 1005 rotates counterclockwise. Conversely, when the internal pressure of the elastic tubular structure 1002A decreases and the internal pressure of the elastic tubular structure 1002B increases, the movable body 10
05 rotates clockwise.

図中において一点鎖線で示した、これらベース1001
、弾性管状構造体1002A、1002B、プ−り保持
体1003、グーリ1004 、可動体1005゜ワイ
ヤロープ1006A、1006Bからなる機構系を以下
、負荷機構系1050と称す。なお、負荷機構系105
0は第1図における軸101,102,103゜104
.105に対応する。
These bases 1001 are indicated by dashed lines in the figure.
, the elastic tubular structures 1002A and 1002B, the pulley holder 1003, the pulley 1004, the movable body 1005°, and the wire ropes 1006A and 1006B, hereinafter referred to as a loading mechanism system 1050. Note that the load mechanism system 105
0 is the axis 101, 102, 103° 104 in Fig. 1
.. Corresponds to 105.

本サーボ機構に対しロボット制御手段30から目標角度
信号θ、が入力され、可動体10050回転軸に連結し
た回転角検出器1010から出力される実際の可動体1
005の動作角θ0が動作角度信号としてフィードバッ
クされる。1030はサーボ補償手段であり、可動体1
005の動作角θ0のフィードバックによりサーボ機構
を駆動し、比較器1023A、10231)に差動的な
圧力偏差目標信号Δprとして出力する。1025はバ
イアス圧力目標信号発生器で、このバイアス圧力目標信
号発生器1025は予め設定したバイアス圧力目標信号
pbム、Pbmft第4の比較器1023A、1023
Bに出力する。これらの第4の比較器1023A。
A target angle signal θ is input from the robot control means 30 to this servo mechanism, and the actual movable body 1 is output from the rotation angle detector 1010 connected to the rotation axis of the movable body 10050.
The operating angle θ0 of 005 is fed back as an operating angle signal. 1030 is a servo compensation means, and the movable body 1
The servo mechanism is driven by the feedback of the operating angle θ0 of 005, and is output as a differential pressure deviation target signal Δpr to the comparators 1023A, 10231). 1025 is a bias pressure target signal generator, and this bias pressure target signal generator 1025 generates preset bias pressure target signals pbm, Pbmft, and fourth comparators 1023A and 1023.
Output to B. These fourth comparators 1023A.

1023Bは第2のループゲイン補償手段1022の出
力する圧力偏差目標信号Δprと、バイアス圧力目標信
号発生器1025が出力するバイアス圧力目標信号Pb
A、Pb烏から前述した弾性管状構造体1002A、1
002Bの内圧に対する圧力目標呟信号PrA、Prm
ei述する圧力制御手段1008A、1008Bに出力
する。
1023B is the pressure deviation target signal Δpr outputted by the second loop gain compensator 1022 and the bias pressure target signal Pb outputted by the bias pressure target signal generator 1025.
A, elastic tubular structure 1002A, 1 described above from Pb Karasu
Pressure target whisper signals PrA, Prm for internal pressure of 002B
It outputs to pressure control means 1008A and 1008B described in ei.

次に上述した圧力制御手段1008A、1008Bの構
成および動作の一例を第7図を用いて説明する。
Next, an example of the configuration and operation of the pressure control means 1008A and 1008B described above will be explained using FIG. 7.

この図において、1201は管状弾性構造体。In this figure, 1201 is a tubular elastic structure.

1202は先端が分岐した管路、1203は管路112
02に配置された圧力検出器、1204A、1204B
は分岐した管路1♀02の先端に配置された圧力制御弁
で圧力源1205から圧力流体を供給され、排出口12
06に圧力流体全排出する。1207A。
1202 is a conduit with a branched tip, 1203 is a conduit 112
Pressure detector located at 02, 1204A, 1204B
is a pressure control valve placed at the tip of the branched pipe line 1♀02, and is supplied with pressure fluid from the pressure source 1205, and the discharge port 12
At 06, all pressure fluid was discharged. 1207A.

1207Bはそれぞれ圧力制御弁1204A、1204
Bを駆動するパワアンプ、1208A、1208Bは非
線形関数発生器、1209は圧力目標値信号prと圧力
検出器1203の出力である圧力信号Pとの差である圧
力偏差信号pe(z演算し、非線形関数発生器1208
A、1208Bに出力する比較器である。ここで、圧力
目標値信号prは第6図ではP r A 。
1207B are pressure control valves 1204A and 1204, respectively.
1208A and 1208B are nonlinear function generators, 1209 is a pressure deviation signal pe (z operation is performed, and a nonlinear function Generator 1208
This is a comparator that outputs to A and 1208B. Here, the pressure target value signal pr is P r A in FIG.

Prmに相当するものである。This corresponds to Prm.

いま、圧力目標値信号prに対し、圧力検出器203の
出力である出力信号Pが低いと、圧力偏差信号peはプ
ラスとなり、非線形関数発生器1208Bの出力はゼロ
、非線形関数発生器1208人は圧力偏差信号peに比
例した信号をパワアンプ1207Aに出力し、圧力制御
弁1204Aはその信号に比例して弁の弁開度を設定し
、圧力源1205から流体が圧力制御弁1204A、管
路1202を通って管状弾性構造体1201に流入し、
管状弾性構造体1201の内圧を上げる。逆に、圧力目
標値信号prに対し、圧力検出器203の出力である圧
力信号Pが高いと、圧力偏差信号peはマイナスとなり
、非線形関数発生器1208Aの出力はゼロ、非線形関
数発生器1208Bは圧力偏差信号peに比例した信号
全パワアンプ1207Bに出力し、圧力制御弁1204
Bはその信号に比例して弁の弁開度を設定し、管状弾性
構造体1201内部の流体は管路1202.圧力制御弁
1204Aを通って排出口1206から流出し、管状弾
性構造体1201の内圧は下がる。つまり、上記の機構
は圧力目標値信号prに追従して管状弾性構造体120
1内の圧力が変化する圧力サーボ機構を構成する。
Now, when the output signal P, which is the output of the pressure detector 203, is lower than the pressure target value signal pr, the pressure deviation signal pe becomes positive, the output of the nonlinear function generator 1208B is zero, and the nonlinear function generator 1208 is A signal proportional to the pressure deviation signal pe is output to the power amplifier 1207A, and the pressure control valve 1204A sets the valve opening degree in proportion to the signal. and flows into the tubular elastic structure 1201,
The internal pressure of the tubular elastic structure 1201 is increased. Conversely, when the pressure signal P, which is the output of the pressure detector 203, is higher than the pressure target value signal pr, the pressure deviation signal pe becomes negative, the output of the nonlinear function generator 1208A is zero, and the output of the nonlinear function generator 1208B becomes zero. A signal proportional to the pressure deviation signal pe is output to the full power amplifier 1207B, and the pressure control valve 1204
B sets the valve opening degree of the valve in proportion to the signal, and the fluid inside the tubular elastic structure 1201 flows through the conduit 1202.B. It flows out from the outlet 1206 through the pressure control valve 1204A, and the internal pressure of the tubular elastic structure 1201 decreases. In other words, the above mechanism follows the pressure target value signal pr to the tubular elastic structure 120.
1 constitutes a pressure servo mechanism in which the pressure within the chamber changes.

次に第6図に示したサーボ機構の動作を説明する。Next, the operation of the servo mechanism shown in FIG. 6 will be explained.

目標角度信号θ2と可動体1005の回転軸に連結した
回転角度検出器1010から出力される実際の可動体1
005の動作角θ。から補償器1030は圧力偏差目標
信号Δprを出力し、比較器1023A。
The target angle signal θ2 and the actual movable body 1 output from the rotation angle detector 1010 connected to the rotation axis of the movable body 1005
005 operating angle θ. The compensator 1030 outputs a pressure deviation target signal Δpr from the comparator 1023A.

1023Bによりバイアス圧力目標信号pbム。1023B provides the bias pressure target signal pbm.

Pbmとから圧力目標値信号prム、Pr11が演算さ
れる。すなわちそれぞれの圧力制御手段の圧力目標値は
、バイアス圧力pb□、Pt)mk中心に差動的に変化
し、上述した圧力サーボ機構の働きでそれぞれの弾性管
状構造体の内圧FA、Pmはそれに追従して差動的に変
化し、結果として、可動体1005の回転角θ0は目標
角度信号θ、にほぼ比例する。
A pressure target value signal prm, Pr11, is calculated from Pbm. That is, the pressure target value of each pressure control means changes differentially around the bias pressure pb□, Pt)mk, and the internal pressure FA, Pm of each elastic tubular structure changes accordingly due to the action of the pressure servo mechanism described above. The rotation angle θ0 of the movable body 1005 changes differentially in response to the target angle signal θ.

第8図は本発明の他の実施例を示すものであり、第1図
と同一部分は同一符号で示す。第1図と異なるのは、駆
動機構9が台車7に対し、レール2A、2Bの移’tb
方向Xと直角な方向Yに移動可能と同時に@110回シ
に回転可能な構造となっていることである。
FIG. 8 shows another embodiment of the present invention, and the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals. The difference from FIG. 1 is that the drive mechanism 9 moves the rails 2A and 2B with respect to the trolley 7.
It has a structure that allows it to move in the direction Y perpendicular to the direction X and simultaneously rotate 110 times.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、高速移動可能な移動体に搭載されたゴ
ム人工筋アクチュエータで駆動される多関節アームの自
由度は、移動体の移動方向と直角方向に可動するように
配置され、手先の自由度は回転軸に対しバランスを取っ
て配置され、これらの自由度は移動体により生じる加速
度の影響を受けなくなるので、アーム先端の振動は低減
される。
According to the present invention, the degree of freedom of the multi-jointed arm driven by a rubber artificial muscle actuator mounted on a moving body capable of high-speed movement is arranged so as to move in a direction perpendicular to the moving direction of the moving body, The degrees of freedom are arranged in balance with respect to the axis of rotation, and since these degrees of freedom are not affected by the acceleration caused by the moving body, vibrations at the tip of the arm are reduced.

またゴム人工筋アクチュエータは防爆性を備えているの
で、移動体と組み合わせることにより、安全かつ両速度
な塗装ができる効果がある。
Furthermore, since the rubber artificial muscle actuator is explosion-proof, it has the effect of allowing safe and dual-speed painting when combined with a moving object.

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

第1図は本発明の装置の一実施例の構造を示した図、第
2図第3図および第4図は上記実施例の詳細を示した図
、第5図は制御系を示した図、第6図はゴム人工筋を駆
動するサーボ機構を示した図、第7図は空気圧制御機構
図、第8図は他の実施例の構造を示した図である。 IA、IB・・・支柱、2A、2B・・・レール、3・
・・電動モータ%7・・・台車、9・・・駆動機構、1
0・・・上腕機構、12・・・前腕機構、14・・・手
先機構。
Fig. 1 is a diagram showing the structure of an embodiment of the device of the present invention, Fig. 2, Fig. 3, and Fig. 4 are diagrams showing details of the above embodiment, and Fig. 5 is a diagram showing the control system. , FIG. 6 is a diagram showing a servo mechanism for driving the rubber artificial muscle, FIG. 7 is a diagram of the air pressure control mechanism, and FIG. 8 is a diagram showing the structure of another embodiment. IA, IB... Support, 2A, 2B... Rail, 3.
...Electric motor %7...Dolly, 9...Drive mechanism, 1
0... Upper arm mechanism, 12... Forearm mechanism, 14... Hand mechanism.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、移動体と、その移動体に設けられたアーム手段とア
ーム手段先端に配置された塗装手段とから構成されるロ
ボットにおいて、前記アーム手段がゴム人工筋アクチュ
エータにより駆動される複数個のアームを備え、これら
のアームを移動体の移動方向と平行な回転軸で連結した
ことを特徴とするロボット装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のロボット装置において
、前記アーム手段の先端に回転部質量が回転軸に対し釣
り合っている回転自由度を配置し、その回転軸に塗装手
段を配置したことを特徴とするロボット装置。
[Claims] 1. A robot comprising a movable body, arm means provided on the movable body, and painting means disposed at the tip of the arm means, wherein the arm means is driven by a rubber artificial muscle actuator. What is claimed is: 1. A robot device comprising a plurality of arms connected by a rotation axis parallel to the moving direction of a moving body. 2. In the robot device according to claim 1, a rotational degree of freedom is arranged at the tip of the arm means in which the mass of the rotating part is balanced with the rotation axis, and a coating means is arranged on the rotation axis. Characteristic robot device.
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US7429298B2 (en) 2003-07-18 2008-09-30 Abb As Painting system

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JPS59209790A (en) * 1983-05-13 1984-11-28 株式会社ブリヂストン Joint arm for manipulator

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