JPH0890462A - Parallel link manipulator - Google Patents
Parallel link manipulatorInfo
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- JPH0890462A JPH0890462A JP23290794A JP23290794A JPH0890462A JP H0890462 A JPH0890462 A JP H0890462A JP 23290794 A JP23290794 A JP 23290794A JP 23290794 A JP23290794 A JP 23290794A JP H0890462 A JPH0890462 A JP H0890462A
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- moving
- freedom
- parallel
- link
- moving block
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- Withdrawn
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 等方でない現場作業空間を有効に利用でき、
また、分割・再組み立てが容易で可搬性に優れたマニピ
ュレータ機構を提供する。
【構成】 複数本のリンクの一端を、回転多自由度を有
する継ぎ手を介して移動ブロックに結合し、前記リンク
の他端に、回転多自由度を有する継ぎ手を介して手先効
果器を取り付けたパラレルリンクマニピュレータにおい
て、前記移動ブロックを載置する面の1つを、前記リン
クと前記移動ブロックと前記手先効果器からなる立体多
面体の基準面として、該基準面に平行な面(固定板)内
でブロックを直線移動させることによって、該手先効果
器の3次元移動制御および3次元姿勢制御を行う構成と
する。
(57) [Summary] [Purpose] You can effectively use an on-site work space that is not isotropic,
It also provides a manipulator mechanism that is easy to divide and reassemble and has excellent portability. [Structure] One end of a plurality of links is connected to a moving block via a joint having multiple rotational degrees of freedom, and a hand effector is attached to the other end of the link via a joint having multiple rotational degrees of freedom. In the parallel link manipulator, one of the surfaces on which the moving block is placed is used as a reference surface of a three-dimensional polyhedron including the link, the moving block, and the hand effector, and a plane (fixed plate) parallel to the reference surface. By linearly moving the block, the three-dimensional movement control and the three-dimensional posture control of the hand effector are performed.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、産業ロボット等と同様
に被作業物のハンドリングを高精度、且つ、遠隔操作お
よび/または自動操作するパラレルリンクマニピュレー
タに関するものであり、特に狭隘な場所で重量物をハン
ドリングする自動化装置に関わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a parallel link manipulator which, like an industrial robot or the like, handles a work piece with high precision and can be operated remotely and / or automatically, and particularly in a narrow space. Involved in automated equipment for handling things.
【0002】[0002]
【従来の技術】重量物のハンドリングにおいては、特開
昭58−77466号公報や特開昭61−109682
号公報に見られる揚重機と汎用ロボットを用いた技術が
従来周知のものである。しかし、この技術においてはロ
ードバランサー等を使うことを前提とするために、機器
の設置スペースが大きく、また制御的にロードランサー
等は高性能のシステムとなっていないので、高い位置精
度や姿勢精度を得ることは難しい。2. Description of the Related Art In handling heavy objects, Japanese Patent Laid-Open No. 58-77466 and Japanese Patent Laid-Open No. 61-109682.
The technique using a lifting machine and a general-purpose robot as disclosed in Japanese Patent Publication is known in the prior art. However, in this technology, since it is assumed that a load balancer or the like is used, the equipment installation space is large, and because the load balancer and the like are not a high-performance system for control, high position accuracy and attitude accuracy are required. Hard to get.
【0003】また、重量物ハンドリングを得意とした多
自由度制御機構にパラレルリンク機構がある。パラレル
リンク機構には大きく分けて2種類の機構方式があり、
1つは回転関節型で、もう一つは直動関節型である。文
献(日本ロボット学会誌10巻6号35頁)に示される
関節回転型駆動より、直線型駆動の方が、反力を関節ト
ルクではなく軸力で支持できるので大出力には向いてい
る。この直線型駆動の代表的なものとしてスチュアート
プラットフォームがある。さらにこのパラレルリンク機
構を工夫改良した従来技術として、例えば特開昭63−
150178号公報に記載の技術が周知であり、この従
来技術によれば、図4に示すように、全て固定板上11
に取り付けられたアクチュエータにより、手先効果器1
0を任意方向に駆動出来るので、構造が簡単で組立が容
易であるという利点を有している。また、これの改良版
として、図5に示す特開平2−311284号公報に記
載の技術が周知であり、この技術によれば、個々のアク
チュエータの各々を関連付けながら制御することから解
放されて、機構的に簡単な計算処理ですむ利点を有す
る。A parallel link mechanism is a multi-degree-of-freedom control mechanism which is good at handling heavy objects. There are roughly two types of parallel link mechanisms,
One is a rotary joint type, and the other is a linear joint type. The linear drive is more suitable for high output than the joint rotary drive shown in the literature (Journal of the Robotics Society of Japan, Vol. 10, No. 6, p. 35) because the reaction force can be supported by the axial force instead of the joint torque. The Stuart platform is a typical example of this linear drive. Further, as a conventional technique in which this parallel link mechanism is devised and improved, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-
The technique described in Japanese Patent No. 150178 is well known, and according to this conventional technique, as shown in FIG.
With the actuator attached to the hand effector 1
Since 0 can be driven in any direction, it has the advantages of simple structure and easy assembly. Further, as an improved version of this, the technique described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-311284 shown in FIG. 5 is well known, and according to this technique, it is released from the control while associating each individual actuator, It has the advantage of requiring mechanically simple calculation processing.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの技術
を現場に適用して重量物のハンドリングを行う場合に、
大きな問題として既存設備とのスペース取り合いがあ
る。実際の現場では立方体状の等方作業空間を機械装置
内でとることは難しく、長さ方向はスペースがあるが、
幅方向には非常に狭いといった細長い空間での設備装置
しか許されないことが殆どで、上記技術の装置の適用が
難しいことが多い。However, when these techniques are applied on site to handle heavy objects,
A major problem is space competition with existing equipment. In an actual site, it is difficult to take a cubic isotropic work space in a mechanical device, and there is space in the length direction,
In most cases, only equipment in a narrow space such as a very narrow width is allowed, and it is often difficult to apply the equipment of the above technology.
【0005】重量物のハンドリングに適した直動関節型
のパラレルリンクでは、駆動させるアクチュエータの移
動方向が特にスペースを要する。つまり、現場適用に当
たって許された細長い空間の長手方向にアクチュエータ
の移動方向を取って、手先効果器の移動制御を行うこと
が望ましい。また、整備作業等に使うには可搬性も重要
であり、アクチュエータを固定板上に全て取り付け、リ
ンク部分で分割して一個当たりの重量を小さくして持ち
運び、現場で容易に再組立ができれば非常に使い易いた
め、実用上この要求も強い。In a direct acting joint type parallel link suitable for handling heavy objects, a moving direction of an actuator to be driven requires a particularly space. That is, it is desirable to control the movement of the hand effector by taking the movement direction of the actuator in the longitudinal direction of the elongated space permitted for field application. In addition, portability is also important to use for maintenance work, etc.If all the actuators are mounted on the fixed plate and divided at the link part to reduce the weight of each one and carry it, and it is easy to reassemble on site, it is very important. This requirement is strong in practice because it is easy to use.
【0006】この発明はかかる課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、等方でない現
場スペースを有効に利用でき、可搬性に優れた重量物ハ
ンドリング用パラレルリンクマニピュレータを提供する
ことにある。The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a parallel link manipulator for handling heavy objects, which is capable of effectively utilizing an on-site space which is not isotropic and which is excellent in portability. To do.
【0007】[0007]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、複数本のリンクの一端を、回転多自由度
を有する継ぎ手を介して移動ブロックに結合し、前記リ
ンクの他端に回転多自由度を有する継ぎ手を介して手先
効果器を取り付けたパラレルリンクマニピュレータにお
いて、前記移動ブロックを載置する面の1つを、前記リ
ンクと前記移動ブロックと前記手先効果器からなる立体
多面体の基準面として、該基準面に平行な面(固定板)
内で移動ブロックを直線移動させて、該手先効果器の3
次元移動制御および3次元姿勢制御を行うことを特徴と
し、また、前記のマニピュレータにおいて、全ての移動
ブロックの移動方向を、互いに平行な線上の移動とする
ことを特徴とし、さらに、前記のマニピュレータにおい
て、総リンク本数を4本とし、内2本を台形リンク構成
としてその移動ブロックを逆方向に同期移動させると共
に、各リンクの継ぎ手の回転自由度数を2として、該継
ぎ手の1つの回転自由度の方向を、固定板に載置された
平行線上を移動する該移動ブロックの移動方向に平行な
軸の回転方向とし、もう1つの回転自由度の方向を、前
記第1の回転軸の直角方向として、移動ブロックの移動
方向と直交する平面内での、手先効果器の2次元位置と
姿勢を制御することを特徴とする。In order to achieve the above object, the present invention is to connect one end of a plurality of links to a moving block through a joint having multiple rotational degrees of freedom, and to connect the other end of the links. In a parallel link manipulator in which a hand effector is attached via a joint having multiple rotational degrees of freedom, one of the surfaces on which the moving block is placed is a solid polyhedron composed of the link, the moving block, and the hand effector. As a reference plane of, a plane parallel to the reference plane (fixed plate)
Move the moving block linearly within the 3
Dimensional movement control and three-dimensional posture control are performed, and in the above manipulator, the movement directions of all the movement blocks are movements on lines parallel to each other. Further, in the above manipulator, , The total number of links is 4, two of them are trapezoidal links, and the moving blocks are synchronously moved in the opposite direction, and the number of degrees of freedom of rotation of the joint of each link is 2 The direction is the rotation direction of an axis parallel to the moving direction of the moving block that moves on the parallel line placed on the fixed plate, and the direction of the other degree of freedom of rotation is the direction perpendicular to the first rotation axis. , Controlling the two-dimensional position and orientation of the hand effector in a plane orthogonal to the moving direction of the moving block.
【0008】[0008]
【作用】本発明は以上の構成により、図1に示されるよ
うに、基本的には、6個のリンク2a〜2fの一端が移
動ブロック1a〜1fに回転自在に結合され、前記リン
クの他端が回転自在に手先効果器10に結合されている
ので、移動ブロック1a〜1fの位置をx−y平面の方
向に制御することで、手先効果器の立体空間の6自由度
(x,y,z位置とそれぞれの軸回りの回転)を任意に
制御することが可能である。さらに、駆動のアクチュエ
ータが固定板11の上に全て取り付けられているので、
リンク2a〜2f部での分割・再組立がアクチュエータ
を取り外すことなく実施可能である。According to the present invention, as shown in FIG. 1, basically, one end of each of the six links 2a to 2f is rotatably coupled to the moving block 1a to 1f and the other links are connected to each other. Since the end is rotatably coupled to the hand effector 10, by controlling the positions of the moving blocks 1a to 1f in the direction of the xy plane, 6 degrees of freedom (x, y) of the three-dimensional space of the hand effector are controlled. , Z position and rotation around each axis) can be arbitrarily controlled. Furthermore, since the driving actuators are all mounted on the fixed plate 11,
The division / reassembly at the links 2a to 2f can be performed without removing the actuator.
【0009】[0009]
【実施例】以下、図面に基づき本発明の好ましい実施例
を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0010】図1は、本発明に係る六自由度制御パラレ
ルリンクマニピュレータのスケルトンモデルを示す。本
実施例において、6本のリンク2a〜2fの両端に3軸
回転が可能な継ぎ手(例えば球面軸受け)3a〜3fを
設け、上端が移動ブロック1a〜1fにそれぞれ接続さ
れ、下端が手先効果器10に、全てのリンクが平行にな
ることのないように手先効果器との取り付け位置を定め
て接続されている(全てのリンクが平行となると、その
直交方向の動きが制御不能、いわゆる特異状態にな
る)。この機構において、手先効果器の望ましい位置
(x,y,z)と姿勢(各軸の回転角)が与えられる
と、手先効果器10上に固定配置されている三自由度継
ぎ手3a〜3fの空間的な座標は一義的に定まり、さら
にこの点を中心としてリンク2a〜2fの長さから次の
ように上端の移動ブロック1a〜1fの位置が求められ
る。FIG. 1 shows a skeleton model of a six-degree-of-freedom control parallel link manipulator according to the present invention. In this embodiment, joints (for example, spherical bearings) 3a to 3f capable of rotating three axes are provided at both ends of the six links 2a to 2f, the upper ends thereof are respectively connected to the moving blocks 1a to 1f, and the lower ends thereof are end effectors. 10 is connected to the finger effector by setting the attachment position so that all the links are not parallel (when all the links are parallel, the movement in the orthogonal direction is uncontrollable, a so-called peculiar state) become). In this mechanism, when the desired position (x, y, z) and posture (rotational angle of each axis) of the hand effector are given, the three-degree-of-freedom joints 3a to 3f fixedly arranged on the hand effector 10 are provided. The spatial coordinates are uniquely determined, and the positions of the moving blocks 1a to 1f at the upper end are obtained as follows from the length of the links 2a to 2f with this point as the center.
【0011】手先効果器10上の三自由度継ぎ手3aの
座標をX3a,Y3a,Z3a、移動ブロック1a継ぎ手の座
標をX1a,Y1a,Z1a リンク2aの長さをlaとすると、 la ={(X1a−X3a)2 +(Y1a−Y3a)2 +(Z1a−Z3a)2 }1/2 …(1) ここで、固定板11の上の移動ブロック1aの移動方向
(スライドレールの敷設方向)をX軸に平行とすると、
Y1aおよびZ1aは定数となるので変数はX1aのみとな
り、 X1a=±{la 2 −(Y1a−Y3a)2 −(Z1a−Z3a)2 }1/2 +X3a …(2) なお、±符号はX1aの初期状態の符号に合わせて選択す
る(0を飛び越して構造的な状態が変わることを防
ぐ)。[0011] coordinates X 3a of the three degrees of freedom joints 3a on the end effector 10, and Y 3a, Z 3a, coordinates X 1a of the movable block 1a joints, Y 1a, the length of the Z 1a link 2a l a Then, l a = {(X 1a -X 3a) 2 + (Y 1a -Y 3a) 2 + (Z 1a -Z 3a) 2} 1/2 ... (1) where the movement of the upper fixing plate 11 If the moving direction of the block 1a (the laying direction of the slide rail) is parallel to the X axis,
Since Y 1a and Z 1a is a constant variable is only the X 1a, X 1a = ± { l a 2 - (Y 1a -Y 3a) 2 - (Z 1a -Z 3a) 2} 1/2 + X 3a ... (2) The ± sign is selected according to the sign of the initial state of X 1a (preventing the structural state from jumping over 0).
【0012】同様にして、移動ブロック1a〜1fのX
座標も求められる。このようにして得られたX座標値
に、図示しない駆動装置と制御装置を用いて移動ブロッ
ク1a〜1fを位置制御すれば、任意の位置と姿勢に手
先効果器10が動かせるので、六自由度を持つマニピュ
レータとしての作用を成すことができる。Similarly, X of the moving blocks 1a-1f
The coordinates are also required. If the movement blocks 1a to 1f are position-controlled to the X-coordinate value obtained in this way by using a driving device and a control device (not shown), the hand effector 10 can be moved to any position and posture. It can act as a manipulator with.
【0013】本実施例において、全体機構を幾何的にみ
ると、移動ブロック1a〜1fが載置される面を基準面
として、リンク2a〜2fと手先効果器10からなる立
体多面体が形成されているが、移動ブロック1a〜1f
の移動方向を、基準面に平行な面内で、かつ、全てX軸
方向に平行な方向とすることで、機器の設置スペースを
X軸方向には長いが、Y軸方向には小さな空間とするこ
とができ、等方でない現場での設置空間に合わせること
が可能となる。In the present embodiment, when the whole mechanism is viewed geometrically, a three-dimensional polyhedron composed of the links 2a to 2f and the hand effector 10 is formed with the surface on which the moving blocks 1a to 1f are placed as a reference surface. There are moving blocks 1a-1f
By setting the moving direction of the device to be in a plane parallel to the reference plane and parallel to the X-axis direction, the installation space of the equipment is long in the X-axis direction but small in the Y-axis direction. Therefore, it is possible to match the installation space at a site that is not isotropic.
【0014】さらに、駆動装置類はすべて固定板11側
に搭載されており、リンク2a〜2fまたは三自由度継
ぎ手3a〜3fは、単に力を伝達する部材なので、分解
・組み立てが容易な構造とすることが簡単にでき、本パ
ラレルリンクマニピュレータ装置の移動において、駆動
装置が一式搭載された固定板11と、リンク2a〜2f
と、手先効果器10に分解(あるいは、さらに手先効果
器10も分解)でき、単一部品としては軽量・短小化が
され、使用現場までの搬入・搬出も非常に容易である。Further, all the driving devices are mounted on the fixed plate 11 side, and the links 2a to 2f or the three-degree-of-freedom joints 3a to 3f are members that simply transmit force, so that they can be easily disassembled and assembled. In the movement of the parallel link manipulator device, the fixing plate 11 on which a set of drive device is mounted and the links 2a to 2f can be easily performed.
As a result, the hand effector 10 can be disassembled (or the hand effector 10 can be disassembled), the weight and size of the single part can be reduced, and the carry-in / carry-out to the use site is very easy.
【0015】なお、本実施例では説明を容易にするため
にリンク2a〜2fの両端の継ぎ手を共に三自由度の継
ぎ手としたが、厳密には両端併せて五自由度有ればよく
(リンク自身の軸回転は手先効果器10の位置や姿勢に
変化を与えず、無駄な自由度である)、下端側の継ぎ手
に三自由度を持たせれば、上端側の継ぎ手の自由度は2
でよい。In this embodiment, the joints at both ends of the links 2a to 2f are both joints having three degrees of freedom in order to facilitate the description, but strictly speaking, it is sufficient that both ends have five degrees of freedom (links). The rotation of its own axis does not change the position or posture of the hand effector 10 and is a wasteful degree of freedom.) If the joint on the lower end side has three degrees of freedom, the joint on the upper end side has two degrees of freedom.
Good.
【0016】次に、図2は本発明に係る三自由度制御パ
ラレルリンクマニピュレータのスケルトンモデルを示
す。本実施例において、4本のリンク2a〜2dの両端
に、2軸回転が可能な二自由度継ぎ手(例えばジンバ
ル)4a〜4dを設け、上端が移動ブロック1a〜1d
にそれぞれ接続され、下端が手先効果器10に、全ての
リンクが平行となることのないように手先効果器への取
り付け位置を定めて接続されている。二自由継ぎ手4a
〜4dの第1の回転軸方向は図のX軸方向としてあり、
第2の回転軸方向はその直交方向すなわちY−Z平面に
平行な方向としている。Next, FIG. 2 shows a skeleton model of a three-degree-of-freedom control parallel link manipulator according to the present invention. In this embodiment, two links (for example, gimbals) 4a-4d capable of biaxial rotation are provided at both ends of the four links 2a-2d, and the upper ends thereof are movable blocks 1a-1d.
, And the lower end is connected to the finger effector 10 by setting the attachment position to the finger effector so that all the links are not parallel. Two free joints 4a
The first rotation axis direction of ~ 4d is the X-axis direction in the figure,
The second rotation axis direction is the orthogonal direction, that is, the direction parallel to the YZ plane.
【0017】この構成で、移動ブロック1a〜1dの制
御は前述の第一の実施例と同様に行うが、移動ブロック
1aと1bは、一つの駆動機構で逆向きに同量を同期し
て移動するようにしてあり、またリンク2aと2bを同
寸法としているので、固定板11とリンク2a,2bと
手先効果器10で左右対称の台形リンク構造が形成され
て、手先効果器10のX軸方向の動きおよびY軸回転が
拘束され、手先効果器10が支持される。また、リンク
2a〜2dに取り付けてある軸継ぎ手4a〜4dが、X
軸回転とY軸回転しか許容していないので、手先効果器
10のZ軸方向回転が拘束される。結局本機構において
は、X方向に移動ブロック1a〜1dを移動制御するこ
とで、その直交方向のY−Z面内における、手先効果器
10の位置制御(Y,Z)と姿勢制御(X軸回転)の三
自由度を、制御できるパラレルリンクマニピュレータと
なる。なお、二自由度回転継ぎ手4dと4cの第2軸の
回転中心を結ぶ線が、Y軸に平行になるように配置(好
ましくは、台形リンクを生成する二自由度回転継ぎ手4
aと4bの2等分線上に配置)すると、手先効果器10
の姿勢回転軸をX軸方向に一致させることができ、制御
が容易になる。With this configuration, the moving blocks 1a to 1d are controlled in the same manner as in the first embodiment described above, but the moving blocks 1a and 1b are moved in the opposite directions by the same amount in synchronization with each other by one driving mechanism. Since the links 2a and 2b have the same size, the fixed plate 11, the links 2a and 2b, and the hand effector 10 form a symmetrical trapezoidal link structure, and the X-axis of the hand effector 10 is formed. The hand movement effector 10 is supported by restraining the directional movement and the Y-axis rotation. In addition, the shaft joints 4a to 4d attached to the links 2a to 2d are
Since only the axial rotation and the Y-axis rotation are allowed, the Z-axis rotation of the hand effector 10 is restricted. After all, in the present mechanism, by controlling the movement of the movement blocks 1a to 1d in the X direction, the position control (Y, Z) and the posture control (X axis) of the hand effector 10 in the YZ plane in the orthogonal direction are controlled. It becomes a parallel link manipulator that can control three degrees of freedom (rotation). The two-degree-of-freedom rotary joints 4d and 4c are arranged so that the line connecting the centers of rotation of the second axes is parallel to the Y-axis (preferably, the two-degree-of-freedom rotary joint 4 for generating a trapezoidal link).
When placed on the bisector of a and 4b), the hand effector 10
The posture rotation axis can be aligned with the X-axis direction, and control is facilitated.
【0018】製鉄作業における圧延機やピンチロールな
どの回転駆動軸の整備作業においては、ライン方向(X
方向)の位置は定位置であり、回転駆動軸のハンドリン
グは軸方向(Y方向)の移動と重力方向(Z方向)の移
動、およびその面内での姿勢(X軸回転)調整のみ行え
ば、機械の分解・組み立てなどの整備が行えることが多
く、それ以外のマニピュレータの自由度は不要であるこ
とが多い。また、作業スペースとしてピンチロールの駆
動モータとピンチロール間(Y方向)が狭く、空間的な
マニピュレータの寸法配置の制約があることが多く、こ
のような作業に適用する重量物ハンドリングのマニピュ
レータとして本機構は最適である。In the maintenance work of rotary drive shafts such as rolling mills and pinch rolls in the steelmaking work, the line direction (X
Direction) is a fixed position, and the handling of the rotary drive shaft is required only by moving in the axial direction (Y direction), moving in the gravity direction (Z direction), and adjusting the posture (X axis rotation) within the plane. In many cases, maintenance such as disassembly and assembly of machines can be performed, and other degrees of freedom of manipulators are often unnecessary. In addition, the space between the pinch roll drive motor and the pinch rolls (Y direction) is narrow as a work space, and there are often restrictions on the dimensional arrangement of the manipulators in space. The mechanism is optimal.
【0019】なお、本実施例において、図3に示すよう
に、リンク2cおよび/またはリンク2dを平行リンク
構成として、固定板11と手先効果器10との平行剛性
を高め、リンク一本あたりの軸力負荷を軽減することも
有効であるし、台形リンク構成を2組以上として全体剛
性を高めるのも有効である。In the present embodiment, as shown in FIG. 3, the link 2c and / or the link 2d have a parallel link structure so that the parallel rigidity between the fixing plate 11 and the hand effector 10 is increased to improve the rigidity of each link. It is also effective to reduce the axial force load, and it is also effective to increase the overall rigidity by setting two or more trapezoidal link configurations.
【0020】また、これらのパラレルリンクマニピュレ
ータの使用において、通常のロボット操作のように、予
め運動軌跡を定めてその軌跡を現場で再現させてもよい
し、現場での遠隔操作によってマニピュレータ動作をさ
せてもよい。Further, in using these parallel link manipulators, it is possible to predetermine a motion locus and reproduce the locus on site like a normal robot operation, or to operate the manipulator by remote operation on the site. May be.
【0021】[0021]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明は複数本のリ
ンクの一端を、回転多自由度を有する継ぎ手を介して移
動ブロックに結合し、前記リンクの他端に、回転多自由
度を有する継ぎ手を介して手先効果器を取り付け、前記
移動ブロックを載置する面を、前記リンクと前記移動ブ
ロックと前記手先効果器からなる立体多面体の基準面と
して、該基準面の平行面内で前記移動ブロックを直線移
動することによって、該手先効果器の3次元移動制御、
および、3次元姿勢制御ができるパラレルリンクマニピ
ュレータとなっている。さらに、用途によっては必要自
由度を削減して、構成要素を少なくすることもでき、狭
隘な現場スペースでの重量物のハンドリングを自動、も
しくは遠隔に行うことを可能にし、かつ、分割・組み立
てが容易なため可搬性にも優れ、起重機やロードバラン
サーによるハンドリングでは不可能であった対象物の姿
勢制御を行いながらの高精度ハンドリングができるの
で、作業能率が格段に向上し、作業の安全性からも大き
な効果が発揮できるものである。As described above, according to the present invention, one end of a plurality of links is connected to a movable block through a joint having a rotary multi-degree of freedom, and the other end of the link has a multi-rotational degree of freedom. The finger effector is attached through a joint, and the surface on which the moving block is placed is used as a reference surface of a solid polyhedron composed of the link, the moving block, and the finger effector, and the movement is performed in a plane parallel to the reference surface. Three-dimensional movement control of the hand effector by linearly moving the block,
Also, it is a parallel link manipulator capable of three-dimensional attitude control. Furthermore, depending on the application, the required degree of freedom can be reduced and the number of components can be reduced, enabling the handling of heavy objects in a narrow space on site or automatically, and also for dividing and assembling. Since it is easy, it is also highly portable, and high-precision handling can be performed while controlling the posture of the object, which was not possible with handling with a hoist or load balancer, so work efficiency is dramatically improved and work safety is also improved. It has a great effect.
【図1】本発明の全体構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of the present invention.
【図2】本発明の別の実施例の全体構成を示す図であ
る。FIG. 2 is a diagram showing an overall configuration of another embodiment of the present invention.
【図3】本発明におけるリンクの別の態様を示す図であ
る。FIG. 3 is a diagram showing another aspect of the link in the present invention.
【図4】従来技術を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a conventional technique.
【図5】別の従来技術を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing another conventional technique.
1 移動ブロック 2 リンク 3 三自由度回転継ぎ手 4 二自由度回転継ぎ手 10 手先効果器 11 固定板 1 Moving block 2 Link 3 Three-degree-of-freedom rotary joint 4 Two-degree-of-freedom rotary joint 10 Hand effector 11 Fixed plate
Claims (3)
を有する継ぎ手を介して移動ブロックに結合し、前記リ
ンクの他端に、回転多自由度を有する継ぎ手を介して手
先効果器を取り付けたパラレルリンクマニピュレータに
おいて、前記移動ブロックを載置する面の1つを、前記
リンクと前記移動ブロックと前記手先効果器からなる立
体多面体の基準面として、該基準面に平行な面(固定
板)内で移動ブロックを直線移動させて、該手先効果器
の3次元移動制御および3次元姿勢制御を行うことを特
徴としたパラレルリンクマニピュレータ。1. One end of a plurality of links is coupled to a moving block via a joint having multiple rotational degrees of freedom, and a hand effector is connected to the other end of the link via a joint having multiple rotational degrees of freedom. In the attached parallel link manipulator, one of the surfaces on which the moving block is placed is used as a reference surface of a three-dimensional polyhedron composed of the link, the moving block, and the hand effector (a fixed plate). The parallel link manipulator is characterized in that the moving block is linearly moved in (3) to perform three-dimensional movement control and three-dimensional posture control of the hand effector.
レータにおいて、全ての移動ブロックの移動方向を、互
いに平行な線上の移動とすることを特徴とするパラレル
リンクマニピュレータ。2. The parallel link manipulator according to claim 1, wherein the moving directions of all the moving blocks are movements on lines parallel to each other.
レータにおいて、総リンク本数を4本とし、内2本を台
形リンク構成としてその移動ブロックを逆方向に同期移
動させると共に、各リンクの継ぎ手の回転自由度数を2
として、該継ぎ手の1つの回転自由度の方向を、固定板
に載置された平行線上を移動する該移動ブロックの移動
方向に平行な軸の回転方向とし、もう1つの回転自由度
の方向を、前記第1の回転軸の直角方向として、移動ブ
ロックの移動方向と直交する平面内での、手先効果器の
2次元位置と姿勢を制御することを特徴とするパラレル
リンクマニピュレータ。3. The parallel link manipulator according to claim 2, wherein the total number of links is four, and two of them have a trapezoidal link structure to move the moving blocks synchronously in opposite directions and to freely rotate a joint of each link. Frequency 2
Is the direction of one rotational degree of freedom of the joint is the rotational direction of an axis parallel to the moving direction of the moving block moving on the parallel line placed on the fixed plate, and the other rotational degree of freedom is A parallel link manipulator for controlling a two-dimensional position and orientation of the hand effector in a plane orthogonal to the moving direction of the moving block as a direction perpendicular to the first rotation axis.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23290794A JPH0890462A (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Parallel link manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23290794A JPH0890462A (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Parallel link manipulator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0890462A true JPH0890462A (en) | 1996-04-09 |
Family
ID=16946716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23290794A Withdrawn JPH0890462A (en) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | Parallel link manipulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0890462A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102431028A (en) * | 2011-10-30 | 2012-05-02 | 燕山大学 | One-movement two-rotation three-freedom-degree decoupling parallel robot mechanism |
| CN103072133A (en) * | 2013-01-14 | 2013-05-01 | 燕山大学 | Three-degree-of-freedom motion decoupled parallel robot mechanism |
| US11548142B2 (en) | 2015-11-25 | 2023-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Parallel link device |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23290794A patent/JPH0890462A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102431028A (en) * | 2011-10-30 | 2012-05-02 | 燕山大学 | One-movement two-rotation three-freedom-degree decoupling parallel robot mechanism |
| CN103072133A (en) * | 2013-01-14 | 2013-05-01 | 燕山大学 | Three-degree-of-freedom motion decoupled parallel robot mechanism |
| US11548142B2 (en) | 2015-11-25 | 2023-01-10 | Mitsubishi Electric Corporation | Parallel link device |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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