JPS6338755A - 直線運動機構 - Google Patents

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、斜交する空間開リンクを用いることで、直線
摺動部分を排除した直線運動機構に関し、特にロボット
に用いられる直線運動機構に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の直線運動機構は第３図に示すような２つ
のリンク２．３それぞれの一端がピボット関節６により
互いに回転自在なように連結されて平面リンク機構を構
成し、リンク２，３それぞれの他端がピボット関節部１
′、ハンド部ブロック８に回転自在に連結されている。

さらに、リンク２．３を含む平面に斜交する他の平面上
のそれぞれの一端で互いに回転自在に連結された他の２
つのリンクの他端がピボット関節部１′、ハンド部ブロ
ック８に回転自在に連結されている。これら２つのリン
ク２．３および他の２つのリンク並びにピボット関節部
１′およびハンド部プロ・ツク８で空間閉リンクを構成
する。この直接運動ｆｉ構でピボット関節部１′を固定
し、リンク２を回転させるとハンド部ブロック８は第３
図に示す直線ｄの方向に移動する。

従来の直線運動機構では、実現される運動の軌跡である
直線ｄに対し、空間開リンクを構成するリンクの回転軸
はオフセット（第１図のオフセット２０参照）がないよ
うに配置されていた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の直線運動機構では、実現される直線ｄに
対し空間閉リンクを構成するリンクの回転軸にオフセッ
トを設けてないために、リンク２を回転させてリンク長
ｅを縮めていくと、空間閉リンクを構成する各リンクの
直線ｄに対する交差角が９０°近くにまで立止ってしま
うために、リンク長ｌが縮んだ状態では、ハンド部ブロ
ック８の直線方向に対する機械的な剛性が極端に低下す
るという欠点がある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の直線運動機構は、ピボット関節部と、このピボ
ット関節部に設けられた第１および第２の軸それぞれに
回転自在に連結された第１および第２のリンクと、回転
自在に連結される前記第１のリンクと共に第１の平面上
の平面リンク機構を構成する第３のリンクと、回転自在
に連結される前記第２のリンクと共に前記第１の平面と
斜交する第２の平面上の平面リンク機構を構成する第４
のリンクと、前記第３及び第４のリンクそれぞれが回転
自在に連結される第３および第４の軸が設けられたブロ
ックとを含み、前記第１および第３の軸間に前記第１お
よび第２の平面の交線の直角な方向のオフセットを設け
たことを特徴とする。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の一実施例の斜視図である。リンク２．
４は２段ピボット関節部１に設けられた互いに斜交した
２つの軸ａ、ｂを中心に回転するように保持される。前
記リンク２はビボ・ント関節６を介して回転自在にリン
ク３が結合され、リンク２およびピポッド関節６とリン
ク３の３要素からなる平面リンク機構１０を構成する。

一方、ＩＪンク４はピボット関節７を介して回転自在番
こ１ノンク５が結合され、リンク４．ピボット関Ｈ７、
リンク５の３要素からなる平面リンク機構１１を構成す
る。

平面リンク機構１０と平面リンク機構１１の２段ピボッ
ト関節部１と反対側の端末は、互いに斜交する２つの軸
ｃ、ｅが設けられたハンド部ブロック８によって結合さ
れる。すなわちリンク３．５は軸Ｃ，ｅを中心に回転可
能なように連結される。この結果、平面リンク機構１０
と平面リンク機構１１とは１つの空間リンク機構を構成
し、リンク２を回転させることによりノ＼ンド部ブロッ
ク８は直線ｄの方向に移動する。

本実施例では軸ａおよびＣを直線ｄと直角な方向におい
てリンクの長さの１１５〜１／２程度のオフセット２０
だけ離しである。

次に、本実施例の動作について説明する。

ハンド部ブロック８は平面リンク機構１０によって拘束
されているために、平面リンク機構１０の張る平面上で
しか動作できない。一方、ノ１ンド部ブロック８は平面
リンク機構１１によっても拘束されているために、平面
リンク機構の張る平面上でしか動作できない。以上２つ
の拘束条件によりハンド部ブロック８は平面リンク機構
１０の張る平面と、平面リンク機ｆ１１１１の張る平面
との共有部分である直線ｄ上の動作のみが可能となり、
しかも運動直線に対しての姿勢は常に一定である。

第２図は第１図に示す平面リンク機構１０のみを示す模
式図、第３図は従来の直線運動機構の同様な模式図であ
る。リンク２を回転させてリンク長ｌを縮め、駆動軸と
なるリンク２を２段ピボット関節部１に対して固定して
、空間閉リンクの姿勢を保持する場合を考える。リンク
２の固定によってハンド部ブロック８はリンク長ｅが一
定となる位置に保持される。この時、リンク２とリンク
３との張る角であるφが微小量変化したとすると、第３
図に示す従来の直線運動機構のようにオフセットの無い
場合にはリンク３と直線ｄとの交差角度θが９０°に近
いためにハンド部プロ・ツク８の直線ｄの方向の変位量
に対して直線ｄに垂直な方向の変位量は非常に小さい。

一方、第２図に示す本実施例のようにオフセット２０が
有る場合には、角度θが４５°前後の角度となっている
ため、ハンド部ブロック８の直線ｄの方向の変位量に対
して直線ｄに垂直な方向の変位量も十分に変化する。ハ
ンド部ブロック８に直線ｄの方向の外力を与えた時にハ
ンド部ブロック８の位置を保持する力は、垂直方向の変
位量に対応して発生するので、オフセットの有る本実施
例の場合はオフセットの無い場合に対してリンク長２を
縮めた状態で機械的な剛性が改善されていることがわか
る。

〔発明の効果］ 以上説明したように本発明は、斜交する２千面上の２つ
の平面リンク機構の少くとも１つについてその平面リン
ク機構の両端が連結される軸にオフセットを設けること
により、リンク長を縮めた場合の直線運動方向の機械的
な剛性を改善できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の斜視図、第２図は第１図に
示す平面リンク機構１０のみの模式図、第３図は従来の
直線運動機構の２つの平面リンク機構のうちの一方のみ
の模式図である。 ｌ、１′・・・ピボット関節部、２〜５・・・リンク、
６．７・・・ピボット関節、８・・・ハンド部ブロック
、１０．１１・・・平面リンク機構、２０・・・オフセ
ット。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ピボット関節部と、このピボット関節部に設けられた第
   １および第２の軸それぞれに回転自在に連結された第１
   および第２のリンクと、回転自在に連結される前記第１
   のリンクと共に第１の平面上の平面リンク機構を構成す
   る第３のリンクと、回転自在に連結される前記第２のリ
   ンクと共に前記第１の平面と斜交する第２の平面上の平
   面リンク機構を構成する第４のリンクと、前記第３及び
   第４のリンクそれぞれが回転自在に連結される第３およ
   び第４の軸が設けられたブロックとを含み、前記第１お
   よび第３の軸間に前記第１および第２の平面の交線の直
   角な方向のオフセットを設けたことを特徴とする直線運
   動機構。