WO2022163838A1 - 一定荷重補償装置、水平多関節ロボット及び免振機構 - Google Patents

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大 荒井
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株式会社ニコン
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms

Definitions

  • the present invention relates to a mechanism and device for compensating a constant load such as its own weight, a constant load compensating device, a horizontal articulated robot, and a vibration isolation mechanism.
  • the load compensating direction of the load compensating device of Patent Document 1 is changed from the rotating axis direction to the linear axis direction.
  • a method of converting only to the linear shaft direction by canceling out the force couple is presented.
  • the load compensating device can be used in the linear axial direction, which increases the degree of freedom in installation and contributes to energy saving.
  • a link whose one end is pivotally attached to a base, and whose one end is a fixed end and which passes through a point of action vertically above a pivotally attached portion of the link with the base, the other end is the above-mentioned and a spring member connected to a link, and an operating body that is displaced while maintaining a constant posture by rotation of the link is attached to the link, wherein the dead weight torque of the link and the operating body is is compensated by the elastic force of the spring member without depending on the angle of the link, and the direction of the self-weight compensation is converted to a linear axis. Compensator.
  • FIG. 1 is a first embodiment according to the present invention; This is a mechanism that has only one compensating device for the rotation axis direction shown in Patent Document 1 and converts it to the linear axis direction. It is a second embodiment according to the present invention. By providing two compensators in the rotation axis direction shown in Patent Document 1 and installing them symmetrically with respect to the center plane, the force generated in the horizontal direction is canceled. It is a third embodiment according to the present invention. Although the basic structure is the same as that of the second embodiment, the overall size of the apparatus is made compact by installing the compensating device for the rotating shaft direction shown in Patent Document 1 symmetrically with respect to the center line. It is a fourth embodiment according to the present invention.
  • Patent Document 1 Three compensating devices for the rotation axis direction shown in Patent Document 1 are provided, and the force generated in the horizontal direction is canceled by equidistantly distributing them symmetrically about the center line.
  • Patent Document 1 It is a fifth embodiment according to the present invention. It has a bilaterally symmetrical structure similar to that of the second embodiment, but the direction in which the constant load is compensated is the downward pushing thrust instead of the upward pulling thrust.
  • It is a schematic diagram of a horizontal articulated robot using the mechanism of the present invention. 1 is a schematic diagram of a vibration isolation mobile vehicle using a mechanism of the present invention;
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a vibration isolation table using the mechanism of the present invention;
  • the load compensating device 1 has a device base 2 as a foundation, and a device top plate 5 supported by device supporting columns 3 and 4 .
  • the structure on the left side of the figure is the structure of a self-weight compensating device using a rotating shaft disclosed in Patent Document 1.
  • a link 13 rotates around a link rotating shaft 12 and has a cam follower 14 at its tip.
  • the wire 16 extends toward the wire rotating shaft 15 with the vicinity of the central axis as a connection point, and is connected to the compression guide plate 18 as it is.
  • a compression guide plate 18 is placed so as to compress the compression spring 17 .
  • the device base 2 and the device top plate 5 are also collectively referred to as a device frame. Further, the device base 2 is also referred to as a base.
  • the guide moving body 9 is restricted by linear guides 6 and 7 installed on the left and right so that it can move only in the vertical linear direction.
  • This linear guide may be a simple tensioned wire guide or a linear motion guide.
  • the configuration may be determined in consideration of residual frictional resistance and cost.
  • the linear guides 6 and 7 are connected to the device base 2 and the device top plate 5 .
  • a variable magnification pulley 8 is installed on the device top plate 5 .
  • This pulley is installed to increase the amount of movement of the original timing belt 10 which is directly connected to the guide moving body 9 .
  • the radius is also set to 1:5 so that the amount of movement is enlarged by a magnification of 1:5.
  • the enlarged timing belt 11 generates a stroke five times that of the original timing belt.
  • the tension becomes 1/5.
  • the cam follower 14 receives a force in the vertical direction, it also moves in the horizontal direction around the link rotating shaft 12 as the center of rotation. Since this amount of movement does not generate any thrust force, the cam follower 14 freely moves the upper surface of the guide moving body 9 left and right. That is, the point of action in the vertical direction on the guide moving body moves left and right depending on the angle of the link 13. FIG. The movement of this point of action becomes a moment that rotates the guide moving body 9, but by restricting it with the linear guides 6 and 7, it is converted into load compensation on the vertical linear axis.
  • the present invention in this way, it is possible to compensate for a constant load at any stroke position (vertical height), although there is contact between elements and frictional resistance generated by the driving part. Also, by using the variable power pulley, the main body of the load compensating device can be made compact. Furthermore, by using a compression spring as a spring as a repulsion element, an improvement in durability can be expected. This is because the tension spring is different from the compression spring in that the stress is concentrated on the hook portion, resulting in poor durability.
  • the load compensating device 19 uses two sets of the load compensating device disclosed in Patent Document 1.
  • FIG. The installation is symmetrical with the original timing belt 10 as the center plane.
  • the left and right cam followers 14 move left and right on the upper surface of the guide moving body 9 in the same manner as in FIG. be.
  • the linear guides 6 and 7 are not subjected to a moment load, and the guide mechanism can be reduced in load and simplified.
  • the simplification of the guide mechanism can be realized by the force couple.
  • Example 3 is shown in FIG.
  • the configuration of the load compensator 20 is basically the same as the load compensator 19 shown in FIG.
  • the load compensating device 19 is arranged symmetrically with respect to the center plane of the original timing belt 10, whereas FIG. As a result, the lateral dimension of the device can be shortened, and as a result, the entire device can be made compact.
  • Example 4 is shown in FIG.
  • the load compensating device 21 uses three sets of rotating shaft load compensating devices of Patent Document 1.
  • FIG. These three sets are equally divided around the center axis of the original timing belt 10 .
  • the moment of the guide moving body can be canceled as in the second and third embodiments.
  • the rotational moment generated by a plurality of rotating shaft load compensating devices can be canceled by such a line-symmetrical and plane-symmetrical arrangement. It can be seen that this does not matter whether there are three sets, four sets, or more. This makes it possible, for example, to compensate for a large upward thrust by dividing it into several parts, even in the absence of a compression spring with a suitable spring constant, or in the absence of a wire with sufficient tensile strength.
  • Example 5 is shown in FIG.
  • the symmetrical structure is the same as that of the second embodiment, but the structure of the fifth embodiment compensates not for the upward tensile thrust but for the downward pressing thrust.
  • the thrust applied downward by the enlarging rack gear 25 is converted into thrust and stroke by the pinion gear 23 and transmitted to the original enlarging rack gear 24 .
  • the guide moving body 26 exerts a downward force in the drawing and tries to push the cam follower 14 downward.
  • a constant reaction force is applied. The only difference is that the constituent objects are arranged upside down.
  • FIG. 1 An example of the horizontal articulated robot 27 is shown in FIG.
  • Most of the horizontal articulated robots are moved and supported in a straight line with the vertical direction as shown in the figure.
  • an actuator such as a motor constantly generates thrust to maintain its own weight.
  • the size of the motor itself must be made larger than necessary.
  • a load compensation device 28 is used.
  • the load compensating device 28 always compensates for the downward self-weight of the horizontal articulated arm 33 via the load compensating timing belt 31 and the pulley 32 .
  • This mechanism has already been described in FIGS. 1-4.
  • the actuator thrust required to move the horizontal articulated arm 33 up and down is calculated by the specified acceleration and moving mass, and resists the frictional force generated in each part. It will be fine if it is only one. A very small, low power actuator should suffice.
  • a horizontal articulated robot was mentioned as one of the application examples, but it goes without saying that industrially, it can be applied not only to robots but also to all devices that require compensation of a constant load in the linear direction.
  • it can be used in elevators for low steps, and hoist cranes can be applied from large ones used for tankers to those manually used in factories.
  • the present invention can also be applied to a stair lift for wheelchairs that can be found at train stations and the like. This is because the stair lift is a diagonal movement, but the device is applicable to any linear axis, whether vertical, horizontal, or diagonal. Being able to compensate for a constant load at all times leads to energy savings.
  • FIG. 7 shows the vibration-isolated mobile vehicle 34 .
  • the anti-vibration vehicle can be moved by tires 40 .
  • the vibration isolation table 37 directly transmits the vibration caused by the unevenness of the road surface. It is clear that it tries to stay in place by its inertial force without any effort. By this, it can be set as a vibration isolation mechanism. However, at this time, if only this mechanism is used, it is expected that the attitude of the vibration isolation table 37 will gradually deviate due to the influence of friction and the like, and that it will be displaced to an unintended attitude.
  • the position return spring 38 may be either a coil spring or a leaf spring.
  • dampers 39 such as liquid dampers and magnetic dampers, but the simplest damper may be a damper based on contact friction.
  • Fig. 8 shows another example of the vibration isolation mechanism.
  • the vibration isolation device 41 is supposed to protect a vibration isolation object 45 such as a house or a product shelf from an earthquake.
  • Conventional seismic isolation devices are basically devices that cancel only horizontal vibrations, and do not support vertical vibrations such as vertical vibrations. However, by using the device of the present invention, pitching can also be canceled as shown in this figure.
  • Example 5 The installation of the position return spring 38 and the damper 39 on the lower part of the vibration isolation base 43 is the same as in the example of FIG. A load compensation device 44 is also installed here.
  • a suspension mechanism may be used as in FIG. 6, but in FIG. 7, a mechanism for supporting from below is used. In this case, the structure of Example 5 may be applied.

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Abstract

一定荷重補償装置は、基台に一端が枢着されたリンクと、一端が固定端となっているとともに前記リンクの基台との枢着部の垂直上方の作用点を経て他端が前記リンクに連結したばね部材とを有し、前記リンクには該リンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体が取り付けられる機械的自重補償装置であって、前記リンク及び作動体の自重トルクを前記リンクの角度に依存することなく前記ばね部材の弾性力により補償する機械的自重補償装置を用いた装置であって、その自重補償方向が直線軸に変換されたことを特徴とする。

Description

一定荷重補償装置、水平多関節ロボット及び免振機構
本発明は、自重等の定量荷重を補償する機構および装置一定荷重補償装置、水平多関節ロボット及び免振機構に関する。
　従来、工業的に自重を補償する機構としては、カウンターウェイト、流体（液体・気体）による圧力、定荷重ばねが多く用いられてきた。しかしこれらは機構そのものの重量や、周辺機材の増加や、耐久性の観点で課題があった。
特開２００３－１８１７８９号公報
　上述のような従来の自重補償装置の一方で、特許文献１の方法を用いれば、これらの課題を解決した回転方向の自重を補償することが可能である。しかしながらこの特許文献１の方法では直線軸方向の自重を補償することができず、装置への実装が限定的になる。すなわち、本発明の課題は、軽量で簡易な耐久性のある直線軸方向の自重を補償することである。
　上記課題を解決するため、特許文献1の荷重補償装置の荷重補償方向を回転軸方向から直線軸方向に変換する。その手段のひとつとして、直線ガイド軸で強制的に変換する方法を提示する。また、回転軸荷重補償装置を複数用いることにより、その偶力で打ち消しあうことによって、直線軸方向のみに変換する方法を提示する。さらに、荷重補償できるストロークを増やすために、歯車やタイミングベルトを用いる機構も併せて提示する。
　本発明によれば、荷重補償装置を直線軸方向で用いることができ、設置の自由度が増すとともに、省エネルギーにも貢献することができる。
　本発明の一態様は、基台に一端が枢着されたリンクと、一端が固定端となっているとともに前記リンクの基台との枢着部の垂直上方の作用点を経て他端が前記リンクに連結したばね部材とを有し、前記リンクには該リンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体が取り付けられる機械的自重補償装置であって、前記リンク及び作動体の自重トルクを前記リンクの角度に依存することなく前記ばね部材の弾性力により補償する機械的自重補償装置を用いた装置であって、その自重補償方向が直線軸に変換されたことを特徴とする一定荷重補償装置である。
本発明に係る第１の実施例である。特許文献１に示される回転軸方向の補償装置を１つだけ備え、それを直線軸方向へ変換する機構である。 本発明に係る第２の実施例である。特許文献１に示される回転軸方向の補償装置を２つ備え、それを中心面対称に設置することで、水平方向の発生力を相殺している。 本発明に係る第３の実施例である。基本的な構造は第２の実施例と同じだが、特許文献１に示される回転軸方向の補償装置を中心線対称に設置することで、装置全体の大きさをコンパクトにしている。 本発明に係る第４の実施例である。特許文献１に示される回転軸方向の補償装置を３つ備え、それを中心線対称に円周等分設置することで、水平方向の発生力を相殺している。 本発明に係る第５の実施例である。第２の実施例と同様の左右対称構造であるが、一定荷重を補償する方向が、上向きの引っ張り推力ではなく、下向きの押しつけ推力である場合の構成である。 本発明の機構を用いた、水平多関節ロボットの概要図である。 本発明の機構を用いた、免振移動車の概要図である。 本発明の機構を用いた、免振台の概要図である。
　以下、本発明の第１実施形態による荷重補償装置の機構を説明する。
　図１において荷重補償装置１は、装置ベース２を土台にして、装置支持柱３、４によって装置天板５が支持されている。図左側の構造は、特許文献１で示される回転軸による自重補償装置の構成である。リンク１３はリンク回転軸１２を中心に回転し、その先端にはカムフォロワー１４が設置されている。その中心軸近傍を結合点にしてワイヤー１６がワイヤー回転軸１５に向かって伸び、そのまま圧縮ガイド板１８に連結されている。圧縮ガイド板１８は圧縮ばね１７を圧縮するように載置されている。
　なお、装置ベース２と装置天板５とを総称して装置フレームともいう。また、装置ベース２のことを基台ともいう。
　ガイド移動体９は、左右に設置された直線ガイド６、７によって、鉛直直線方向にのみ移動できるように制限されている。この直線ガイドは単なる張力をつけたワイヤーガイドでもいいし、リニアモーションガイドなどでも構わない。残存摩擦抵抗やコストを考慮して構成を決めればよい。この直線ガイド６、７は装置ベース２と装置天板５に接続されている。
　装置天板５の上には、変倍プーリー８が設置されている。このプーリーは、ガイド移動体９に直接結合された原倍タイミングベルト１０の移動量を拡大するために設置されている。図１においては１：５の倍率で移動量が拡大されるように、その半径も１：５にしてある。これにより、拡大タイミングベルト１１は原倍タイミングベルトの５倍のストロークを発生する。ただし張力は５分の１になる。
　さて、装置の駆動方法について以下に記す。いま拡大タイミングベルト１１に上方へF（N）の一定推力が発生しているものとする。このとき、変倍プーリー８によって推力は変換され、原倍タイミングベルトには上方への５×F（N)の一定推力（一定張力）が発生する。この力はガイド移動体９に伝わり、上方へ５×F（N)の一定推力でカムフォロワー１４を上方へと押し上げようとする。このとき、特許文献１に示されるようにリンク１３の長さ、リンク回転軸１２の位置、ワイヤー回転軸１５の位置、圧縮ばね１７の自然長およびばね定数を適切に設定しておけば、ガイド移動体が上下方向のどの位置にあっても圧縮ばね１７の復元力によって、５×F（N)の一定推力と釣り合わせることができる。
　このとき、カムフォロワー１４には鉛直方向の力を受けながらも、リンク回転軸１２を回転中心にして左右方向にも移動してしまう。この移動量が何らかの推力を発生しないためにカムフォロワー１４によってガイド移動体９の上面を左右に自由に移動する。すなわちガイド移動体上の上下方向の作用点はリンク１３の角度によって左右に移動することになる。この作用点の移動がガイド移動体９を回転させるモーメントになるわけだが、それを直線ガイド６、７で制限することによって鉛直直線軸上への荷重補償に変換している。
　このように本発明を用いれば、各要素間の接触や駆動部で発生する摩擦抵抗はあるものの、どのストローク位置（上下高さ）においても一定の荷重を補償することができる。また、変倍プーリーを用いることで、荷重補償装置本体をコンパクトに製作することができる。さらに、反発要素としてのばねに圧縮ばねを用いることで耐久性の向上も望める。引っ張りばねは圧縮ばねとことなり、フックの部分に応力が集中してしまうため、耐久性に難があるからである。
　次に実施例２について、図２を用いて説明する。
　図２において荷重補償装置１９は、特許文献１の荷重補償装置を２組用いてある。その設置は原倍タイミングベルト１０を中心面として左右対称である。これにより、左右のカムフォロワー１４は図１の場合と同様にガイド移動体９の上面を左右に移動することで作用点も左右に移動するものの、左右の作用点が左右対称であるため相殺される。その結果、直線ガイド６、７はモーメント荷重を受けることがなくなり、ガイド機構を小負荷のものにしたり、簡易化することができる。
　このように、特許文献１の荷重補償装置を複数組使うことで、偶力により、ガイド機構の簡易化を実現できる。
　図３に実施例３を示す。荷重補償装置２０の構成は、基本的に図２に示した荷重補償装置１９と同一である。荷重補償装置１９が原倍タイミングベルト１０を中心面に左右対称に配置したのに対して、図３は原倍タイミングベルト１０の中心軸に対して線対称に配置してある点が異なる。これにより、装置左右方向の寸法を短くすることができ、結果的に装置全体をコンパクトにできる。
　図４に、実施例４を示す。荷重補償装置２１は、特許文献１の回転軸荷重補償装置を３組使ったものである。この３組を、原倍タイミングベルト１０の中心軸を中心軸として、円周等分に配置してある。これにより、実施例２、３と同様にガイド移動体のモーメントを相殺することができる。
　図示はしていないが、このように線対称、面対称の配置を行うことによって、複数の回転軸荷重補償装置によって発生される回転モーメントは相殺することができる。これは３組であろうと４組であろうとそれ以上であろうと関係ないことが分かる。これにより、たとえば適切なばね定数をもつ圧縮ばねがない場合や、充分な引張強度をもつワイヤーが無い場合などでも、いくつかに分割して大きな上方推力を補償することができる。
　図５に、実施例５を示す。左右対称の構成は実施例２と同じであるが、実施例５では上向き方向の引っ張り推力を補償するのではなく、下向き方向の押し付け推力を補償する構造になっている。具体的には、拡大ラック歯車２５により下向きに加えられる推力は、ピニオン歯車２３によって推力とストロークが変換されて原倍ラック歯車２４へと伝達する。ガイド移動体２６は図中下向きの力となり、カムフォロワー１４を下方へと押し下げようとする。これに対して、一定の反力で抗おうとするのは図１乃至図４で説明した通りである。構成物体が上下逆に配置されていることだけが異なる。
　さてここからは、上述の荷重補償装置を様々な機械装置に適用する例を示す。
　図６に、水平多関節ロボット２７の例を示す。水平多関節ロボットの多くは、図のように垂直方向が鉛直に直線に移動・支持される。このとき多くは水平多関節アーム３３の高さを維持するために、モーターなどのアクチュエータが常時推力を出すことでその自重を保持している。しかしこの方法であると、本来上下方向に必要な移動推力だけではなく、自重を維持するための推力が必要になるため、常時電力を必要とすることから省エネルギーでもないし、推力を多く必要とすることからモーター自体のサイズも必要以上に大きくしなければならないという欠点がある。
　そこで図６に示すように、荷重補償装置２８を用いる。荷重補償装置２８は荷重補償タイミングベルト３１とプーリー３２を介して、水平多関節アーム３３の下向きの自重を常に補償している。この機構についてはすでに図１乃至図４で説明済みである。この図６のような構成を採用することによって、水平多関節アーム３３を上下させるために必要なアクチュエータ推力は、その仕様加速度と移動質量によって計算される推力と、各部で発生する摩擦力に抗うだけのものでよいことになる。極めて小さく、小電力のアクチュエータで足りるはずである。
　上記のように、適用例のひとつとして水平多関節ロボットを挙げたが、工業的にはロボットに限らず直線方向への一定荷重の補償を必要とする装置にすべて適用可能であることは言うまでもない。たとえば、低段差用のエレベータにも用いることができるし、ホイストクレーンは、タンカーに用いるような大型のものから工場で手動でつかうものまで適用可能である。
　さらに、図示はしていないが、電車の駅などで見かける車いす用の階段昇降機にも適用可能である。階段昇降機は斜めの移動ではあるが、本装置は直線軸であれば鉛直であろうと水平であろうと斜めであろうと適用可能であるためである。常に一定の荷重を補償できれば、省エネルギーにつながる。
　さて次の応用例を図７に示す。図７は免振移動車３４を示している。免振移動車はタイヤ４０によって移動することができる。このときタイヤ４０によって支持されるメインフレーム３６の天井から荷重補償装置３５を吊るし、拡大タイミングベルト１１を介して免振台３７と結合すれば、免振台３７は路面の凹凸による振動を直接伝えることなく、その慣性力によってその場にとどまろうとすることはあきらかである。これによって、免振機構とすることができる。ただしこのとき、この機構だけであると摩擦等の影響により免振台３７の姿勢が徐々にずれて、意図しない姿勢に変位してしまうことが予期される。そのため、原点をゆるやかに復帰するために、最小限の強さの位置復帰ばね３８とダンパー３９を図のように設けるのがよい。位置復帰ばね３８はコイルばねでも板ばねでも構わない。ダンパー３９も液体や磁力などさまざまなものがあるが、最も簡単なものとしては接触摩擦によるものが簡易でよいだろう。
　このように、本発明の機構を用いれば、水平多関節ロボットのように能動的な上下駆動の推力仕様を緩和するだけではなく、外部から受動的に与えられる振動に対しても、その影響を最小限に抑えることができる。
　図８にもうひとつ免振機構の例を示す。免振装置４１は、家屋や商品棚などの免振対象４５を地震から守ることを想定している。従来の免振装置は基本的には横揺れだけをキャンセルする装置であり、直下型などの縦揺れには対応していない。しかし本発明装置を用いれば、この図のように縦揺れもキャンセルすることができる。
　免振ベース４３の下部に位置復帰ばね３８とダンパー３９を設置するのは、図７の例と同様である。ここに荷重補償装置４４も設置する。図６と同様に吊り下げる機構にしてももちろん構わないがこの図７においては、下から支持する機構とする。この場合、実施例５の構造を適用すればよい。
　このようにして、地震や大きな揺れから対象物を守る免振装置を実現することができる。
　さて、以上のように本発明の実施例を示してきたが、同様の動作が得られれば必ずしも例示したような機械要素である必要はない。例えば変倍機構にプーリーやラックピニオン機構を図示したが、平歯車等の組み合わせギアでも構わないし、無段階変速機のような機構でも構わない。
　このように本発明を用いれば、直線方向に常に発生する一定推力を補償することができる。これにより、水平多関節ロボットやホイストクレーンなどの鉛直方向の自重補償はもちろん、階段などの斜め方向の荷重補償もできる。それにとどまらず、地震などの外部からの振動を抑制することができる。また、歯車やプーリーを併用することによりストロークを変倍できるため、装置の軽量化、小型化も図ることができるため、さまざまな工業製品への適用が可能である。
１　荷重補償装置
２　装置ベース
３　装置支持柱
４　装置支持柱
５　装置天板
６　直線ガイド
７　直線ガイド
８　変倍プーリー
９　ガイド移動体
１０　原倍タイミングベルト
１１　拡大タイミングベルト
１２　リンク回転軸
１３　リンク
１４　カムフォロワー
１５　ワイヤー回転軸
１６　ワイヤー
１７　圧縮ばね
１８　圧縮ガイド板
１９　荷重補償装置
２０　荷重補償装置
２１　荷重補償装置
２２　荷重補償装置
２３　ピニオン歯車
２４　原倍ラック歯車
２５　拡大ラック歯車
２６　ガイド移動体
２７　水平多関節ロボット
２８　荷重補償装置
２９　装置ベース
３０　垂直支持柱
３１　荷重補償タイミングベルト
３２　プーリー
３３　水平多関節アーム
３４　免振移動車
３５　荷重補償装置
３６　メインフレーム
３７　免振台
３８　位置復帰ばね
３９　ダンパー
４０　タイヤ
４１　免振装置
４２　地面・土台
４３　免振ベース
４４　荷重補償装置
４５　免振対象

Claims (7)

  1. 　基台に一端が枢着されたリンクと、一端が固定端となっているとともに前記リンクの基台との枢着部の垂直上方の作用点を経て他端が前記リンクに連結したばね部材とを有し、前記リンクには該リンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体が取り付けられる機械的自重補償装置であって、前記リンク及び作動体の自重トルクを前記リンクの角度に依存することなく前記ばね部材の弾性力により補償する機械的自重補償装置を用いた装置であって、
    　その自重補償方向が直線軸に変換されたことを特徴とする一定荷重補償装置。
  2. 　前記ばね部材に圧縮ばねを用いることによって耐久性を高めることを特徴とした、請求項１に記載の一定荷重補償装置。
  3. 　前記機械的自重補償装置を複数組用いることで、所望の直線軸以外の方向への発生推力を相殺することを特徴とする請求項１に記載の一定荷重補償装置。
  4. 　請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の一定荷重補償装置を利用することでアクチュエータの出力を抑えることを特徴とした、水平多関節ロボット。
  5. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の一定荷重補償装置を利用することで外部からの振動を抑制することを特徴とした、免振機構。
  6. 　ベースと、
    　前記ベース上の立設された支持柱と、
    　前記支持柱に支持された天板と、
    　前記ベースと前記天板との間に第１方向に沿って設けられたガイドと、
    　外力によって前記ガイドに沿って前記第１方向に移動するガイド移動体と、
    　第１端を支点として回転可能に前記支持柱に設けられ、第２端が前記ガイド移動体と接触し、前記ガイド移動体上を前記第１方向と直交する第２方向に移動可能なリンクと、
    　一端が前記支持柱に固定され、他端がワイヤーを介して前記リンクの前記第２端と接続され、前記外力を補償する弾性力を、前記リンクを介して前記ガイド移動体に付勢するばね部材と、
    　を備える一定荷重補償装置。
  7. 　装置フレームと、
    　前記装置フレームに移動可能に設けられ、外力によって前記装置フレームに対して第１方向に移動する移動体と、
    　前記装置フレームに、第１端を支点として回転可能に設けられ、第２端が前記移動体と接触して前記第１方向とは逆方向の補償力を前記ガイド移動体に伝達するリンクと、
    　前記第２端と接続され、前記補償力を、前記リンクを介して前記ガイド移動体に付勢するばね部材と、
    　を備える一定荷重補償装置。
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JP2011115906A (ja) * 2009-12-04 2011-06-16 Keio Gijuku ヒンジ型機械的荷重補償機構
JP2018140475A (ja) * 2017-02-28 2018-09-13 学校法人 中央大学 自重補償装置および力覚提示装置

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