JPH0760679A - マニピュレータ - Google Patents
マニピュレータInfo
- Publication number
- JPH0760679A JPH0760679A JP21623593A JP21623593A JPH0760679A JP H0760679 A JPH0760679 A JP H0760679A JP 21623593 A JP21623593 A JP 21623593A JP 21623593 A JP21623593 A JP 21623593A JP H0760679 A JPH0760679 A JP H0760679A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- hand
- arm
- joint
- manipulator
- electromagnetic brake
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 210000000323 shoulder joint Anatomy 0.000 description 3
- 210000001503 joint Anatomy 0.000 description 2
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ハンドを3自由度で自由にコントロールで
き、ハンドの細かい姿勢の修整が手作業で行えるマニピ
ュレータを得る。 【構成】 ハンド52は駆動モータによって、アーム2
8の軸線に対して上下方向へ揺動される。また、ハンド
52は、シャフト62、64回りに回転し、旋回シャフ
ト72回りに旋回する。これにより、操作レバー84を
操作しハンド52を横方向及び旋回方向へ手動によって
微調整することができる。この調整後、電磁ブレーキ操
作ボタン90を操作することで、シャフト62は、第1
電磁ブレーキ66で、旋回シャフト72は第2電磁ブレ
ーキ70でロックされて回転不能とされ、指98でワー
クを把持することができる。
き、ハンドの細かい姿勢の修整が手作業で行えるマニピ
ュレータを得る。 【構成】 ハンド52は駆動モータによって、アーム2
8の軸線に対して上下方向へ揺動される。また、ハンド
52は、シャフト62、64回りに回転し、旋回シャフ
ト72回りに旋回する。これにより、操作レバー84を
操作しハンド52を横方向及び旋回方向へ手動によって
微調整することができる。この調整後、電磁ブレーキ操
作ボタン90を操作することで、シャフト62は、第1
電磁ブレーキ66で、旋回シャフト72は第2電磁ブレ
ーキ70でロックされて回転不能とされ、指98でワー
クを把持することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人間の腕的な機能を有
し、人間の手作業を代行するマニピュレータに関する。
し、人間の手作業を代行するマニピュレータに関する。
【0002】
【従来の技術】マニピュレータの構造は、一般的に腕的
な機構と、この腕的な機構を所定の位置まで移動させる
移動機構(作業形態によっては据え付けタイプもある)
とからなっている。この腕的な機構は、物体を把持する
ハンドと、ハンドを作業空間内で移動させるアームとか
ら構成されている。
な機構と、この腕的な機構を所定の位置まで移動させる
移動機構(作業形態によっては据え付けタイプもある)
とからなっている。この腕的な機構は、物体を把持する
ハンドと、ハンドを作業空間内で移動させるアームとか
ら構成されている。
【0003】ところで、物体を把持するハンドには、様
々な運動機能が要求されるが、図5に示すように、従来
のマニピュレータのハンド104は、互いに接離して物
体を把持する一対の指106と、ハンド104を駆動モ
ータ108で上下方向(矢印A方向)に揺動させるチル
ト機構(1自由度)しか備えていなかった。
々な運動機能が要求されるが、図5に示すように、従来
のマニピュレータのハンド104は、互いに接離して物
体を把持する一対の指106と、ハンド104を駆動モ
ータ108で上下方向(矢印A方向)に揺動させるチル
ト機構(1自由度)しか備えていなかった。
【0004】しかしながら、作業及び物体の形態によっ
ては、単にハンド104をアーム110の軸線に対して
上下方向に揺動させるだけでは、指106でワークを把
持する際の操作性が悪く、ハンド104の姿勢を自由に
コントロールする機構(3自由度)が求められている。
ては、単にハンド104をアーム110の軸線に対して
上下方向に揺動させるだけでは、指106でワークを把
持する際の操作性が悪く、ハンド104の姿勢を自由に
コントロールする機構(3自由度)が求められている。
【0005】このため、ハンドに3つの関節を設け各関
節を駆動装置で駆動し、3自由度の動きができるよう制
御されたハンドも提案されているが、細かい作業を行う
際、駆動装置の制御が非常に複雑となる。
節を駆動装置で駆動し、3自由度の動きができるよう制
御されたハンドも提案されているが、細かい作業を行う
際、駆動装置の制御が非常に複雑となる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮して、ハンドを3自由度で自由にコントロールでき、
ハンドの細かい姿勢の修整が手作業で行えるマニピュレ
ータを提供することを目的とする。
慮して、ハンドを3自由度で自由にコントロールでき、
ハンドの細かい姿勢の修整が手作業で行えるマニピュレ
ータを提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載のマニピ
ュレータは、マニピュレータのアーム先端へハンドを前
記アームの軸線に対して上下方向へ駆動する駆動手段
と、前記ハンドを前記アームの軸線に対して横方向へ揺
動可能にアームと連結する第1関節と、前記第1関節の
揺動を停止させる第1ロック手段と、前記ハンドを前記
アームの軸線に対して旋回可能に前記アームと連結する
第2関節と、前記第2関節の旋回を停止させる第2ロッ
ク手段と、を有することを特徴としている。
ュレータは、マニピュレータのアーム先端へハンドを前
記アームの軸線に対して上下方向へ駆動する駆動手段
と、前記ハンドを前記アームの軸線に対して横方向へ揺
動可能にアームと連結する第1関節と、前記第1関節の
揺動を停止させる第1ロック手段と、前記ハンドを前記
アームの軸線に対して旋回可能に前記アームと連結する
第2関節と、前記第2関節の旋回を停止させる第2ロッ
ク手段と、を有することを特徴としている。
【0008】請求項2に記載のマニピュレータは、前記
第2関節に設けられ前記ハンドと一体となって旋回する
ラチェット手段と、前記第2関節に設けられ前記ハンド
と相対回転可能な操作レバーと、前記ラチェット手段と
前記操作レバーとを係合させる係合手段と、を有するこ
とを特徴としている。
第2関節に設けられ前記ハンドと一体となって旋回する
ラチェット手段と、前記第2関節に設けられ前記ハンド
と相対回転可能な操作レバーと、前記ラチェット手段と
前記操作レバーとを係合させる係合手段と、を有するこ
とを特徴としている。
【0009】
【作用】請求項1に記載のマニピュレータでは、アーム
先端に設けられた駆動手段によって、ハンドがアームの
軸線に対して上下方向へ揺動される。
先端に設けられた駆動手段によって、ハンドがアームの
軸線に対して上下方向へ揺動される。
【0010】また、第1関節がアームの軸線に対して横
方向へ揺動可能にアームとハンドを連結する。この第1
関節は、第1ロック手段によって、揺動を停止される。
従って、第1ロック手段を解除してハンドを横方向へ手
動によって微調整することができ、この調整後、第1ロ
ック手段によってハンドを固定し正確に横方向の位置を
決めることができる。
方向へ揺動可能にアームとハンドを連結する。この第1
関節は、第1ロック手段によって、揺動を停止される。
従って、第1ロック手段を解除してハンドを横方向へ手
動によって微調整することができ、この調整後、第1ロ
ック手段によってハンドを固定し正確に横方向の位置を
決めることができる。
【0011】さらに、第2関節も、第2ロック手段によ
って、旋回が停止される。従って、第2ロック手段を解
除してハンドを手動により旋回して微調整することがで
き、この調整後、第2ロック手段によってハンドを固定
し正確に旋回方向の位置を決めができる。
って、旋回が停止される。従って、第2ロック手段を解
除してハンドを手動により旋回して微調整することがで
き、この調整後、第2ロック手段によってハンドを固定
し正確に旋回方向の位置を決めができる。
【0012】このように、ハンドは、細かい3自由度の
動きが可能となり、ハンドの姿勢の修整は手作業で行う
ことができる。
動きが可能となり、ハンドの姿勢の修整は手作業で行う
ことができる。
【0013】請求項2に記載のマニピュレータでは、第
2関節に設けられたラチェット手段と操作レバーとを係
合手段によって係合させることにより、操作レバーでハ
ンドを横方向へ揺動あるいは旋回させることができる。
さらに、係合手段による係合状態を解除すると、操作レ
バーがフリーとなり、ハンドと相対回転可能となる。こ
れによって、作業の容易な位置まで操作レバーを回転さ
せ、再度ラチェット手段と係合させることで、操作のし
易い位置で操作レバーを操作することができる。
2関節に設けられたラチェット手段と操作レバーとを係
合手段によって係合させることにより、操作レバーでハ
ンドを横方向へ揺動あるいは旋回させることができる。
さらに、係合手段による係合状態を解除すると、操作レ
バーがフリーとなり、ハンドと相対回転可能となる。こ
れによって、作業の容易な位置まで操作レバーを回転さ
せ、再度ラチェット手段と係合させることで、操作のし
易い位置で操作レバーを操作することができる。
【0014】
【実施例】図1に示すように、本実施例に係るマニピュ
レータ10は、所定の作業位置まで移動できるように移
動台車12を備えている。
レータ10は、所定の作業位置まで移動できるように移
動台車12を備えている。
【0015】この移動台車12の上には、旋回装置14
を介して架台16が旋回可能に取付けられている。架台
16には、移動台車12の走行をコントロールする走行
レバー18が配設されている。また、架台16には、取
付板20が立設され、この取付板20には、肩関節用の
駆動モータ22と腕関節用の駆動モータ24が取付けら
れている。
を介して架台16が旋回可能に取付けられている。架台
16には、移動台車12の走行をコントロールする走行
レバー18が配設されている。また、架台16には、取
付板20が立設され、この取付板20には、肩関節用の
駆動モータ22と腕関節用の駆動モータ24が取付けら
れている。
【0016】肩関節用の駆動モータ22の回転軸には、
第1リンク材26の後端が固定されている。この第1リ
ンク材26の先端は、アーム28の後端付近に回転可能
に連結されている。一方、腕関節用の駆動モータ24の
回転軸には、アーム28と平行に配設された第2リンク
材30の後端が固定されている。この第2リンク材30
は、第1リンク材26と平行に配置された第3リンク材
32の後端付近と回転可能に連結されている。この第3
のリンク材32の先端は、アーム28の後端へ回転可能
に連結され、後端には、カウンタウエイト34が取付け
られている。
第1リンク材26の後端が固定されている。この第1リ
ンク材26の先端は、アーム28の後端付近に回転可能
に連結されている。一方、腕関節用の駆動モータ24の
回転軸には、アーム28と平行に配設された第2リンク
材30の後端が固定されている。この第2リンク材30
は、第1リンク材26と平行に配置された第3リンク材
32の後端付近と回転可能に連結されている。この第3
のリンク材32の先端は、アーム28の後端へ回転可能
に連結され、後端には、カウンタウエイト34が取付け
られている。
【0017】このように、平行四辺形のリンクを構成す
ることによって、カウンタウエイト34でバランスを保
ちながら、駆動モータ22、24を駆動することで、ア
ーム28が腕関節部、肩関節部で上下方向へ2自由度で
屈伸できるようになっている。
ることによって、カウンタウエイト34でバランスを保
ちながら、駆動モータ22、24を駆動することで、ア
ーム28が腕関節部、肩関節部で上下方向へ2自由度で
屈伸できるようになっている。
【0018】一方、図2〜図4に示すように、アーム2
8の先端には、一対の平行な脚板36Aを有するブラケ
ット36が固定されている。一方の脚板36Aの外側に
は、駆動モータ38が取付けられている。この駆動モー
タ38の回転軸40は、脚板36Aを貫通し、その回転
軸40の中央部には、連結プレート42が固定されてい
る。これによって、連結プレート42は駆動モータ38
の回転軸40と一体となってアーム28の軸線に対して
上下方向へ揺動するようになっている。
8の先端には、一対の平行な脚板36Aを有するブラケ
ット36が固定されている。一方の脚板36Aの外側に
は、駆動モータ38が取付けられている。この駆動モー
タ38の回転軸40は、脚板36Aを貫通し、その回転
軸40の中央部には、連結プレート42が固定されてい
る。これによって、連結プレート42は駆動モータ38
の回転軸40と一体となってアーム28の軸線に対して
上下方向へ揺動するようになっている。
【0019】また、連結プレート42には、L型のブラ
ケット44が取付けられている。このブラケット44に
は、操作用センサー46が取付けられている。この操作
用センサー46には、コントロールグリップ48が設け
られたL型のプレート50が固定されている。これによ
って、操作用センサー46が、コントロールグリップ4
8に働く力を検出するようになっている。また、コント
ロールグリップ48には、ハンド52の指98を操作す
る操作スイッチ54が設けられている。なお、操作用セ
ンサー46としては、歪みケージを使用して各方向に加
わる力を歪みケージの変形として捉え、信号を出力する
ものが使用される。
ケット44が取付けられている。このブラケット44に
は、操作用センサー46が取付けられている。この操作
用センサー46には、コントロールグリップ48が設け
られたL型のプレート50が固定されている。これによ
って、操作用センサー46が、コントロールグリップ4
8に働く力を検出するようになっている。また、コント
ロールグリップ48には、ハンド52の指98を操作す
る操作スイッチ54が設けられている。なお、操作用セ
ンサー46としては、歪みケージを使用して各方向に加
わる力を歪みケージの変形として捉え、信号を出力する
ものが使用される。
【0020】連結プレート42には、一対の平行な脚板
56Aを有するブラケット56が固定されている。この
脚板56Aの間には、円柱状の回転部材60が配設され
ている。この回転部材60からは、シャフト62、64
が両側へ突設され、それぞれ脚板56Aに軸支されてい
る。シャフト62の先端は脚板56Aを貫通し、脚板5
6Aの外側に取付けられた第1電磁ブレーキ66の図示
しないブレーキデイスクに連結されている。この第1電
磁ブレーキ66は、印加される電流によって電磁コイル
に磁力を生じさせ、電磁機械的にブレーキデスクにブレ
ーキをかけるようになっている。
56Aを有するブラケット56が固定されている。この
脚板56Aの間には、円柱状の回転部材60が配設され
ている。この回転部材60からは、シャフト62、64
が両側へ突設され、それぞれ脚板56Aに軸支されてい
る。シャフト62の先端は脚板56Aを貫通し、脚板5
6Aの外側に取付けられた第1電磁ブレーキ66の図示
しないブレーキデイスクに連結されている。この第1電
磁ブレーキ66は、印加される電流によって電磁コイル
に磁力を生じさせ、電磁機械的にブレーキデスクにブレ
ーキをかけるようになっている。
【0021】回転部材60の先端には、矩形状の取付プ
レート68が固定されている。この取付プレート68に
は、第2電磁ブレーキ70が取付けられている。第2電
磁ブレーキ70のクラッチデイスクには、旋回シャフト
72が連結されている。この旋回シャフト72には、外
周に凹部74が形成されたラチェットデスク76が固定
されている。また、旋回シャフト72には、ソケット7
8が回転自在に挿通され、このソケット78の外周面か
ら屈曲面80Aがラチェットデスク76の凹部74と対
面するように、L型のブラケット80が立設されてい
る。このブラケット80の屈曲面80Aには、貫通孔8
2が穿設され、貫通孔82には、操作レバー84が挿入
されている。この操作レバー84の先端部には、ラチェ
ットデスク76の凹部74と係合可能な突部86が突設
されている。
レート68が固定されている。この取付プレート68に
は、第2電磁ブレーキ70が取付けられている。第2電
磁ブレーキ70のクラッチデイスクには、旋回シャフト
72が連結されている。この旋回シャフト72には、外
周に凹部74が形成されたラチェットデスク76が固定
されている。また、旋回シャフト72には、ソケット7
8が回転自在に挿通され、このソケット78の外周面か
ら屈曲面80Aがラチェットデスク76の凹部74と対
面するように、L型のブラケット80が立設されてい
る。このブラケット80の屈曲面80Aには、貫通孔8
2が穿設され、貫通孔82には、操作レバー84が挿入
されている。この操作レバー84の先端部には、ラチェ
ットデスク76の凹部74と係合可能な突部86が突設
されている。
【0022】この突部86をラチェットデスク76の凹
部74へ係合または係合解除(図2の2点鎖線で示す)
することで、操作レバー84を回転して任意の位置で操
作できる。この操作レバー84の操作によって、ハンド
52を、シャフト62、64及び旋回シャフト72を軸
として回転させることができる。
部74へ係合または係合解除(図2の2点鎖線で示す)
することで、操作レバー84を回転して任意の位置で操
作できる。この操作レバー84の操作によって、ハンド
52を、シャフト62、64及び旋回シャフト72を軸
として回転させることができる。
【0023】また、操作レバー84のグリップ88付近
には、電磁ブレーキ操作ボタン90が設けられている。
この電磁ブレーキ操作ボタン90を操作することで、第
1電磁ブレーキ66及び第2電磁ブレーキ70へ電流が
流れて電磁コイルに磁力が生じ、シャフト62、64及
び旋回シャフト72の回転が停止する。
には、電磁ブレーキ操作ボタン90が設けられている。
この電磁ブレーキ操作ボタン90を操作することで、第
1電磁ブレーキ66及び第2電磁ブレーキ70へ電流が
流れて電磁コイルに磁力が生じ、シャフト62、64及
び旋回シャフト72の回転が停止する。
【0024】旋回シャフト72の先端には、ハンド52
を構成する直方状のガイドブロック94が取付けられて
いる。このガイドブロック94には、ガイド溝96が長
手方向へ形成されており、一対の指98が装着されてい
る。この指98の基部は、モータ100で回転する図示
しないスクリュー軸と螺合しており、このスクリュー軸
を旋回させることによって、ワークを把持するようにな
っている。
を構成する直方状のガイドブロック94が取付けられて
いる。このガイドブロック94には、ガイド溝96が長
手方向へ形成されており、一対の指98が装着されてい
る。この指98の基部は、モータ100で回転する図示
しないスクリュー軸と螺合しており、このスクリュー軸
を旋回させることによって、ワークを把持するようにな
っている。
【0025】次に、本実施例に係るマニピュレータの作
用を説明する。マニピュレータ操作者は、手作業感覚で
ワークの直ぐ近くでコントロールグリップ48を操作
し、操作スイッチ54を押して指98でワークを把持し
て持ち運ぶことができる。ここで、コントロールグリッ
プ48に加えられた力の大きさと方向は、操作センサー
46によって検知され、この検知信号に応じて駆動モー
タ22、24、38が駆動され、アーム28及びハンド
52が必要な動きをするように制御される。
用を説明する。マニピュレータ操作者は、手作業感覚で
ワークの直ぐ近くでコントロールグリップ48を操作
し、操作スイッチ54を押して指98でワークを把持し
て持ち運ぶことができる。ここで、コントロールグリッ
プ48に加えられた力の大きさと方向は、操作センサー
46によって検知され、この検知信号に応じて駆動モー
タ22、24、38が駆動され、アーム28及びハンド
52が必要な動きをするように制御される。
【0026】ところで、立て掛けられた板材、載置され
た板材等のように、ワークの載置状態が作業位置によっ
て異なる場合がある。
た板材等のように、ワークの載置状態が作業位置によっ
て異なる場合がある。
【0027】このときは、電磁ブレーキ操作ボタン90
を操作して第1電磁ブレーキ66、第2電磁ブレーキ7
0のブレーキ状態を解除し、操作レバー84を持って、
ハンド52をシャフト62、64及び旋回シャフト72
を軸として回転させる。このようにハンド52が2方向
へ微調整された後、第1電磁ブレーキ66及び第2電磁
ブレーキ70へ電流を流すと、シャフト62、64及び
旋回シャフト72がロックされハンド52が最適な作業
位置に保持される。
を操作して第1電磁ブレーキ66、第2電磁ブレーキ7
0のブレーキ状態を解除し、操作レバー84を持って、
ハンド52をシャフト62、64及び旋回シャフト72
を軸として回転させる。このようにハンド52が2方向
へ微調整された後、第1電磁ブレーキ66及び第2電磁
ブレーキ70へ電流を流すと、シャフト62、64及び
旋回シャフト72がロックされハンド52が最適な作業
位置に保持される。
【0028】また、突部86をラチェットデスク76の
凹部74へ係合または係合解除(図1の2点鎖線で示
す)させることで、任意の位置で操作レバー84を操作
できる。
凹部74へ係合または係合解除(図1の2点鎖線で示
す)させることで、任意の位置で操作レバー84を操作
できる。
【0029】なお、本実施例では、電磁機械的にシャフ
ト62、64及び旋回シャフト72に止めるようにした
が、機械的にロックする構造としてもよい。
ト62、64及び旋回シャフト72に止めるようにした
が、機械的にロックする構造としてもよい。
【0030】
【発明の効果】本発明は上記構成としたので、ハンドを
3自由度で自由にコントロールでき、ハンドの細かい姿
勢の修整を手作業で行える。
3自由度で自由にコントロールでき、ハンドの細かい姿
勢の修整を手作業で行える。
【図1】本発明に係るマニピュレータの全体斜視図であ
る。
る。
【図2】本発明に係るマニピュレータのハンドの斜視図
である。
である。
【図3】本発明に係るマニピュレータのハンドの平面図
である。
である。
【図4】本発明に係るマニピュレータのハンドの側面図
である。
である。
【図5】従来のマニピュレータのハンドの斜視図であ
る。
る。
28 アーム 52 ハンド 62 シャフト(第1関節) 64 シャフト(第1関節) 66 第1電磁ブレーキ(第1ロック手段) 72 旋回シャフト(第2関節) 70 第2電磁ブレーキ(第2ロック手段) 76 ラチェットデスク(ラチェット手段) 84 操作レバー 86 突部(係合手段)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松永 勇雄 東京都江東区南砂2丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】 マニピュレータのアーム先端へハンドを
前記アームの軸線に対して上下方向へ駆動する駆動手段
と、前記ハンドを前記アームの軸線に対して横方向へ揺
動可能にアームと連結する第1関節と、前記第1関節の
揺動を停止させる第1ロック手段と、前記ハンドを前記
アームの軸線に対して旋回可能に前記アームと連結する
第2関節と、前記第2関節の旋回を停止させる第2ロッ
ク手段と、を有することを特徴とするマニピュレータ。 - 【請求項2】 前記第2関節に設けられ前記ハンドと一
体となって旋回するラチェット手段と、前記第2関節に
設けられ前記ハンドと相対回転可能な操作レバーと、前
記ラチェット手段と前記操作レバーとを係合させる係合
手段と、を有することを特徴とする請求項1に記載のマ
ニピュレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21623593A JPH0760679A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | マニピュレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21623593A JPH0760679A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | マニピュレータ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0760679A true JPH0760679A (ja) | 1995-03-07 |
Family
ID=16685399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21623593A Pending JPH0760679A (ja) | 1993-08-31 | 1993-08-31 | マニピュレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0760679A (ja) |
Cited By (32)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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