JPS6146275B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6146275B2 JPS6146275B2 JP57135293A JP13529382A JPS6146275B2 JP S6146275 B2 JPS6146275 B2 JP S6146275B2 JP 57135293 A JP57135293 A JP 57135293A JP 13529382 A JP13529382 A JP 13529382A JP S6146275 B2 JPS6146275 B2 JP S6146275B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- manipulator
- arm
- wire
- hydraulic servo
- wire guide
- 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.)
- Expired
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/10—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/104—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons
- B25J9/1045—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with cables, chains or ribbons comprising tensioning means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0258—Two-dimensional joints
- B25J17/0266—Two-dimensional joints comprising more than two actuating or connecting rods
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/02—Program-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
- B25J9/04—Program-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
- B25J9/046—Revolute coordinate type
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/10—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/14—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements fluid
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
- Transmission Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ロボツトマニプレータ用の装置に
関する。該装置はスイベルベースに旋回自在に挿
着されている多関節マニプレータ腕を有する種類
のものであつて、マニプレータ腕のうちの前部分
が三点連結を経由してマニプレータ腕のうちの中
間部分に連結しており、その結果、マニプレータ
腕のうちの前部分が長手方向に変位可能で実質的
に並行な二本の制御棒によつて該中間部分に関連
してあらゆる可能な方向に特定の角度まで旋回可
能であり、該制御棒の一端が該前部分に枢着され
ていて該三点連結のうちの二点を形成し、第三番
目の点が自在継手連結で構成されており、ツール
ホールダを有するマニプレータ腕が油圧サーボシ
リンダを備えている系で制御されるものである。
このようなロボツトマニプレータは、人間がマニ
プレータ腕を握り該腕をロボツトマニプレータが
自動的に繰返し得る必要な運動様式で案内すると
いう点で、プログラムされた運動様式を有してい
る。
関する。該装置はスイベルベースに旋回自在に挿
着されている多関節マニプレータ腕を有する種類
のものであつて、マニプレータ腕のうちの前部分
が三点連結を経由してマニプレータ腕のうちの中
間部分に連結しており、その結果、マニプレータ
腕のうちの前部分が長手方向に変位可能で実質的
に並行な二本の制御棒によつて該中間部分に関連
してあらゆる可能な方向に特定の角度まで旋回可
能であり、該制御棒の一端が該前部分に枢着され
ていて該三点連結のうちの二点を形成し、第三番
目の点が自在継手連結で構成されており、ツール
ホールダを有するマニプレータ腕が油圧サーボシ
リンダを備えている系で制御されるものである。
このようなロボツトマニプレータは、人間がマニ
プレータ腕を握り該腕をロボツトマニプレータが
自動的に繰返し得る必要な運動様式で案内すると
いう点で、プログラムされた運動様式を有してい
る。
この種の公知のロボツトマニプレータの一大不
利益を、必要とされる精度で手で動かすのが困難
であるということである。これは、マニプレータ
腕を動かすための油圧サーボシリンダが種々のマ
ニプレータ腕部分に設置されているので、マニプ
レータ腕が比較的に重いという事実によるもので
もあり、またロボツトマニプレータの油圧サーボ
シリンダ内のピストン棒とピストン棒パツキンと
の間の摩擦が比較的大きいということにもよるも
のである。
利益を、必要とされる精度で手で動かすのが困難
であるということである。これは、マニプレータ
腕を動かすための油圧サーボシリンダが種々のマ
ニプレータ腕部分に設置されているので、マニプ
レータ腕が比較的に重いという事実によるもので
もあり、またロボツトマニプレータの油圧サーボ
シリンダ内のピストン棒とピストン棒パツキンと
の間の摩擦が比較的大きいということにもよるも
のである。
上述の不利益を矯正する試みは、質量が軽く摩
擦が少くない別のパツシブプログラミング腕を用
いて行なわれた。プログラミング腕の運動は、い
わゆるデイスクまたはそれに相当する磁気記憶媒
体に記憶されるので、ロボツトマニプレータは、
同じデイスクで制御されているときは、同じ運動
を行なうことができる。
擦が少くない別のパツシブプログラミング腕を用
いて行なわれた。プログラミング腕の運動は、い
わゆるデイスクまたはそれに相当する磁気記憶媒
体に記憶されるので、ロボツトマニプレータは、
同じデイスクで制御されているときは、同じ運動
を行なうことができる。
しかし、別のプログラミング腕の不利益は、そ
のプログラミング腕のために、ロボツトマニプレ
ータのコストが高くなることである。別のプログ
ラミング腕のもう一つの不利益は、マニプレータ
腕のツールとプログラミング腕を必然的に同じ様
に配置しなければならないことであつて、このこ
とは実際の使用には困難であることがわかつてい
る。
のプログラミング腕のために、ロボツトマニプレ
ータのコストが高くなることである。別のプログ
ラミング腕のもう一つの不利益は、マニプレータ
腕のツールとプログラミング腕を必然的に同じ様
に配置しなければならないことであつて、このこ
とは実際の使用には困難であることがわかつてい
る。
この種の公知のロボツトマニプレータのもう一
つの不利益は、油圧サーボシリンダの線運動は旋
回及び回動運動に変換されなければならないの
で、ロボツトマニプレータの旋回及び回動運動を
制御する種々のサーボ系内の位置計測系が独立し
ていてマニプレータ腕の作動範囲に比例した伝動
が行なわれないので、その結果、プログラム運動
パターンの繰返えし精度が劣化することである。
つの不利益は、油圧サーボシリンダの線運動は旋
回及び回動運動に変換されなければならないの
で、ロボツトマニプレータの旋回及び回動運動を
制御する種々のサーボ系内の位置計測系が独立し
ていてマニプレータ腕の作動範囲に比例した伝動
が行なわれないので、その結果、プログラム運動
パターンの繰返えし精度が劣化することである。
この種の公知のロボツトマニプレータのさらに
もう一つの不利益は、マニプレータ腕の前部分を
後部分に関連して運動させる油圧サーボシリンダ
のピストン棒とマニプレータ腕の前部分との間の
連結が球継手連結で行なわれていて、この連結で
は費用が高く、かつ前記の運動を十分な精度を保
つて行うことが困難であることであり、また、球
継手内の運動範囲が限られていることである。
もう一つの不利益は、マニプレータ腕の前部分を
後部分に関連して運動させる油圧サーボシリンダ
のピストン棒とマニプレータ腕の前部分との間の
連結が球継手連結で行なわれていて、この連結で
は費用が高く、かつ前記の運動を十分な精度を保
つて行うことが困難であることであり、また、球
継手内の運動範囲が限られていることである。
この種の公知のロボツトマニプレータのなおさ
らにもう一つの不利益は、変位中に上述のピスト
ン棒の相互のねじれ防止装置の効果が劣つている
ことである。
らにもう一つの不利益は、変位中に上述のピスト
ン棒の相互のねじれ防止装置の効果が劣つている
ことである。
この種の公知のロボツトマニプレータにはマニ
プレータ腕のなかに油圧サーボシリンダが配置さ
れているが、このことの不利益は、油圧系から油
が滴下して個々の場合に、例えば食用の材料を取
扱つているときに、非常に望ましくないことであ
る。
プレータ腕のなかに油圧サーボシリンダが配置さ
れているが、このことの不利益は、油圧系から油
が滴下して個々の場合に、例えば食用の材料を取
扱つているときに、非常に望ましくないことであ
る。
この発明は叙上の点に着目してなされたもので
あつて、この発明の目的は、別のプログラミング
腕がなく、上述の不利益が取除かれており、その
結果、ロボツトマニプレータの運動パターンのプ
ログラミング中に人間が手でマニプレータ腕を必
要精度で動かすことのできるロボツトマニプレー
タを提供することである。
あつて、この発明の目的は、別のプログラミング
腕がなく、上述の不利益が取除かれており、その
結果、ロボツトマニプレータの運動パターンのプ
ログラミング中に人間が手でマニプレータ腕を必
要精度で動かすことのできるロボツトマニプレー
タを提供することである。
この発明のもう一つの目的は、ロボツトマニプ
レータのサーボ機構がロボツトマニプレータの運
動の全範囲にわたる位置計測系に同じように配置
されており、その結果、プログラム運動を高精度
で繰返えすことができるロボツトマニプレータを
提供することである。
レータのサーボ機構がロボツトマニプレータの運
動の全範囲にわたる位置計測系に同じように配置
されており、その結果、プログラム運動を高精度
で繰返えすことができるロボツトマニプレータを
提供することである。
この発明の特徴は、特許請求の範囲に記載され
たものであつて、それによつて前記の諸目的が達
成されているのである。
たものであつて、それによつて前記の諸目的が達
成されているのである。
以下、添付図面を参照して、この発明の一実施
例について説明する。第1図において、1はロボ
ツトマニプレータのスイベルベースであり、これ
は、フートプレート2上に旋回自在に取り付けら
れており、ベース1内の第一油圧サーボシリンダ
3によつて旋回可能である。
例について説明する。第1図において、1はロボ
ツトマニプレータのスイベルベースであり、これ
は、フートプレート2上に旋回自在に取り付けら
れており、ベース1内の第一油圧サーボシリンダ
3によつて旋回可能である。
これは、サーボシリンダ3が、ベース1の固定
軸6に固着している第一クランク腕5に、第一リ
ンク4を経由して作用するからである。マニプレ
ータ腕の後部分7の一端は、ベース1上に旋回自
在に取り付けられており、マニプレータ腕の後部
分7の他端は、中間部分8の一端に旋回自在に取
り付けられており、中間部分の他端は、マニプレ
ータ腕の前部分10に、自在継手9(第3図を参
照のこと)を介して、取り付けられている。マニ
プレータ腕7,8,10の前部分10は、回動可
能なツールホールダ11を備えている。
軸6に固着している第一クランク腕5に、第一リ
ンク4を経由して作用するからである。マニプレ
ータ腕の後部分7の一端は、ベース1上に旋回自
在に取り付けられており、マニプレータ腕の後部
分7の他端は、中間部分8の一端に旋回自在に取
り付けられており、中間部分の他端は、マニプレ
ータ腕の前部分10に、自在継手9(第3図を参
照のこと)を介して、取り付けられている。マニ
プレータ腕7,8,10の前部分10は、回動可
能なツールホールダ11を備えている。
マニプレータ腕7,8,10の後部分7は、ベ
ース1内の第二油圧サーボシリンダ12によつて
ベース1に関連して旋回可能である。これは、サ
ーボシリンダ12が後部分7の旋回軸15に固着
している第二クランク腕14に、第二リンク13
を経由して作用するからである。
ース1内の第二油圧サーボシリンダ12によつて
ベース1に関連して旋回可能である。これは、サ
ーボシリンダ12が後部分7の旋回軸15に固着
している第二クランク腕14に、第二リンク13
を経由して作用するからである。
マニプレータ腕7,8,10の中間部分8は、
ベース1内の第三油圧サーボシリンダ16によつ
て後部分7に関して旋回可能である。これは、サ
ーボシリンダ16が、第三クランク腕18に、突
起19を介し、第三リンク17を経由して作用す
るからである。一方、第三クランク腕18は、並
行支柱20の一端と回動自在に連結しており、並
行支柱の他端は、マニプレータ腕7,8,10の
中間部分8と旋回自在に連結している。
ベース1内の第三油圧サーボシリンダ16によつ
て後部分7に関して旋回可能である。これは、サ
ーボシリンダ16が、第三クランク腕18に、突
起19を介し、第三リンク17を経由して作用す
るからである。一方、第三クランク腕18は、並
行支柱20の一端と回動自在に連結しており、並
行支柱の他端は、マニプレータ腕7,8,10の
中間部分8と旋回自在に連結している。
ベース1内の三本の油圧サーボシリンダからの
三つの同様な伝動機構によつて、マニプレータ腕
7,8,10の前部分10は、中間部分8に関し
てあらゆる可能な方向に、特定の角度まで、旋回
可能であり、ツールホールダ11は、その長手軸
のまわりを回動可能である。
三つの同様な伝動機構によつて、マニプレータ腕
7,8,10の前部分10は、中間部分8に関し
てあらゆる可能な方向に、特定の角度まで、旋回
可能であり、ツールホールダ11は、その長手軸
のまわりを回動可能である。
明瞭にするために、上述の三つの同様な伝動機
構のうちの一つを関連する油圧サーボシリンダと
ともに図示する。この油圧サーボシリンダを21
と表示し、第四油圧サーボシリンダと称する。
構のうちの一つを関連する油圧サーボシリンダと
ともに図示する。この油圧サーボシリンダを21
と表示し、第四油圧サーボシリンダと称する。
前部分10の動きは、マニプレータ腕7,8,
10の中間部分8内の二本の長手方向に変位可能
な制御棒でおこり、明瞭にするため、第1図で
は、一本だけを22と表示する。前記二本の制御
棒のうちのもう一本の制御棒を第3図及び第4図
に23と表示する。
10の中間部分8内の二本の長手方向に変位可能
な制御棒でおこり、明瞭にするため、第1図で
は、一本だけを22と表示する。前記二本の制御
棒のうちのもう一本の制御棒を第3図及び第4図
に23と表示する。
ツールホールダ11のその長手軸のまわりの回
動は、ポンプの羽根と同じ公知の原理で作用する
装置による長手方向に変位可能な制御棒の働きで
おこる。この制御棒は、第3図及び第4図には2
4と表示し、マニプレータ腕7,8,10の中間
部分8内に位置しているが、明瞭にするために第
1図には示されていない。
動は、ポンプの羽根と同じ公知の原理で作用する
装置による長手方向に変位可能な制御棒の働きで
おこる。この制御棒は、第3図及び第4図には2
4と表示し、マニプレータ腕7,8,10の中間
部分8内に位置しているが、明瞭にするために第
1図には示されていない。
長手方向に変位可能な制御棒22は、第四油圧
サーボシリンダ21及び以下に記載する広範囲な
特徴を有する伝動機構によつて位置を変えること
ができる。
サーボシリンダ21及び以下に記載する広範囲な
特徴を有する伝動機構によつて位置を変えること
ができる。
サーボシリンダ21のピストン棒は、以下に詳
細に記述するガイドを経由して、第四リンク25
の一端に枢着されており、該リンクの他端は、ワ
イヤ取付プーリー27の突起26に枢着してお
り、該プーリーは、ベース1内に枢着され、クラ
ンク腕としても作用する。ワイヤ取付プーリー2
7には第一ワイヤ28が取付けられており、該ワ
イヤは、ワイヤ取付プーリー27の前にかかつて
おり、ベース1内に設置されている第一回動可能
ワイヤ案内プーリー29の後を経由し、且つマニ
プレータ腕7,8,10の後部分7に設置された
第二回動可能ワイヤ案内プーリー30を経由して
該部分と中間部分8との枢着している状態で後に
かかつてレール31の後端に固着している。該レ
ールの前端で該レールは、マニプレータ腕7,
8,10の中間部分に枢着されている揺れ腕32
に枢着している。長手方向に変位可能な制御棒2
2の後端も揺れ腕32に枢着している。
細に記述するガイドを経由して、第四リンク25
の一端に枢着されており、該リンクの他端は、ワ
イヤ取付プーリー27の突起26に枢着してお
り、該プーリーは、ベース1内に枢着され、クラ
ンク腕としても作用する。ワイヤ取付プーリー2
7には第一ワイヤ28が取付けられており、該ワ
イヤは、ワイヤ取付プーリー27の前にかかつて
おり、ベース1内に設置されている第一回動可能
ワイヤ案内プーリー29の後を経由し、且つマニ
プレータ腕7,8,10の後部分7に設置された
第二回動可能ワイヤ案内プーリー30を経由して
該部分と中間部分8との枢着している状態で後に
かかつてレール31の後端に固着している。該レ
ールの前端で該レールは、マニプレータ腕7,
8,10の中間部分に枢着されている揺れ腕32
に枢着している。長手方向に変位可能な制御棒2
2の後端も揺れ腕32に枢着している。
ワイヤ取付プーリー27には第二及び第三ワイ
ヤ33と34が取付けられており、該ワイヤは、
いずれもワイヤ取付プーリー27の後にかかつて
いる。すなわち、前記ワイヤは、ワイヤ28と向
き合つて、ベース1内に設置されている第三回動
可能ワイヤ案内プーリー35を経由し、且つ第二
回動可能ワイヤ案内プーリー30を経由して前進
方向をとり、レール31の前端に固着している。
二本のワイヤ33と34は、全通路にわたつて並
行している。第一ワイヤ28は、ワイヤ取付プー
リー27とワイヤ案内プーリー29,30,35
の回動軸に垂直で、且つ並行に延びているワイヤ
33と34との間の平面の位置にある全通路にわ
たるコースをとつている。第一ワイヤ28が第二
ワイヤ案内プーリー30の頂部において第二及び
第三ワイヤ33と34との間を横切つているとい
う事実の結果、レール31上のワイヤの張りは、
斜めに傾いていない。レール31は、図示してい
ないが、ワイヤ28,33及び34に対するター
ンパツクルを備えている。
ヤ33と34が取付けられており、該ワイヤは、
いずれもワイヤ取付プーリー27の後にかかつて
いる。すなわち、前記ワイヤは、ワイヤ28と向
き合つて、ベース1内に設置されている第三回動
可能ワイヤ案内プーリー35を経由し、且つ第二
回動可能ワイヤ案内プーリー30を経由して前進
方向をとり、レール31の前端に固着している。
二本のワイヤ33と34は、全通路にわたつて並
行している。第一ワイヤ28は、ワイヤ取付プー
リー27とワイヤ案内プーリー29,30,35
の回動軸に垂直で、且つ並行に延びているワイヤ
33と34との間の平面の位置にある全通路にわ
たるコースをとつている。第一ワイヤ28が第二
ワイヤ案内プーリー30の頂部において第二及び
第三ワイヤ33と34との間を横切つているとい
う事実の結果、レール31上のワイヤの張りは、
斜めに傾いていない。レール31は、図示してい
ないが、ワイヤ28,33及び34に対するター
ンパツクルを備えている。
ベース1内の第四油圧サーボシリンダからマニ
プレータ腕7,8,10の中間部分8内の長手方
向に変位可能な制御棒22への上述の伝動機構
は、マニプレータ腕7,8,10の後部分7がベ
ース1に関連して旋回できるように、また中間部
分8がワイヤ28,33および34の作用を受け
ないで後部分7に関連して旋回できるように設計
されており、その結果、中間部分8内の制御棒2
2は長手方向に変位する。この発明によれば、前
記のことは次記の点で達成される。すなわち、第
一及び第三ワイヤ案内プーリー29,35がベー
ス1内での関連しているワイヤ取付プーリー27
の設置場所から同一または実質的に同一距離でベ
ース1内に設置されていることと、後部分7がそ
の回動軸が好ましくは第一及び第三ワイヤ案内プ
ーリー29,35の共通中心線の近くに、例えば
ワイヤ案内プーリー29,35の直径の1/36以下
にあるように、また後部分7の回動軸が第一及び
第三ワイヤ案内プーリー29,35の回動軸から
等しく遠く離れているように、ベース1内に設置
されていることであり、一方、第一及び第三ワイ
ヤ案内プーリー29,35の直径が次のように選
択されることである。すなわち、ワイヤの張りが
一定に保たれている後部分7が動いた結果、ワイ
ヤ案内プーリー29,35と第二ワイヤ案内プー
リー30との間の中心距離が短かくなつた場合
に、その分だけワイヤ28または33,34がそ
れぞれワイヤ案内プーリー29,35に巻かれる
ように選択されることと、ワイヤの張りが一定に
保たれている後部分7が動いた結果、ワイヤ案内
プーリー35,29とワイヤ案内プーリー30と
の間の中心距離が長くなつた場合にその分だけワ
イヤ33,34または28がそれぞれワイヤ案内
プーリー35または29から巻きもどされるよう
に選択されることであつて、これらのことは、全
体的に見てベース1に関連して後部分7が動いた
結果として第二ワイヤ案内プーリー30はまわら
ないし、レール31は長手方向に変位しないこと
を意味する。第二ワイヤ案内プーリー30は、後
部分7内において後部分7と中間部分8との間の
回動軸からの第二ワイヤ案内プーリー30の半径
に等しいか、または実質的に等しい距離で前記回
動軸とベース1内の後部分7の回動軸とを連結す
る直線上の点に設置されており、一方、第二ワイ
ヤ案内プーリー30の直径が次のように選択され
ており、また揺れ腕32の回動軸が後部分7と中
間部分8との間の回動軸に関連して次のようにな
つている。すなわち、後部分7に関連して中間部
分8が動いた結果、第二ワイヤ案内プーリー30
の回動軸と揺れ腕32及びレール31の連結点と
の間の距離が変化したときにその変化分だけワイ
ヤ28,33,34が、ワイヤの張りが一定に保
たれている第二ワイヤ案内プーリー30に関連し
て、それぞれ巻かれたり巻きもどされたりする。
このことは、後部分7に関連する中間部分8の動
きの結果としてレール31は長手方向に変位しな
いことを意味する。
プレータ腕7,8,10の中間部分8内の長手方
向に変位可能な制御棒22への上述の伝動機構
は、マニプレータ腕7,8,10の後部分7がベ
ース1に関連して旋回できるように、また中間部
分8がワイヤ28,33および34の作用を受け
ないで後部分7に関連して旋回できるように設計
されており、その結果、中間部分8内の制御棒2
2は長手方向に変位する。この発明によれば、前
記のことは次記の点で達成される。すなわち、第
一及び第三ワイヤ案内プーリー29,35がベー
ス1内での関連しているワイヤ取付プーリー27
の設置場所から同一または実質的に同一距離でベ
ース1内に設置されていることと、後部分7がそ
の回動軸が好ましくは第一及び第三ワイヤ案内プ
ーリー29,35の共通中心線の近くに、例えば
ワイヤ案内プーリー29,35の直径の1/36以下
にあるように、また後部分7の回動軸が第一及び
第三ワイヤ案内プーリー29,35の回動軸から
等しく遠く離れているように、ベース1内に設置
されていることであり、一方、第一及び第三ワイ
ヤ案内プーリー29,35の直径が次のように選
択されることである。すなわち、ワイヤの張りが
一定に保たれている後部分7が動いた結果、ワイ
ヤ案内プーリー29,35と第二ワイヤ案内プー
リー30との間の中心距離が短かくなつた場合
に、その分だけワイヤ28または33,34がそ
れぞれワイヤ案内プーリー29,35に巻かれる
ように選択されることと、ワイヤの張りが一定に
保たれている後部分7が動いた結果、ワイヤ案内
プーリー35,29とワイヤ案内プーリー30と
の間の中心距離が長くなつた場合にその分だけワ
イヤ33,34または28がそれぞれワイヤ案内
プーリー35または29から巻きもどされるよう
に選択されることであつて、これらのことは、全
体的に見てベース1に関連して後部分7が動いた
結果として第二ワイヤ案内プーリー30はまわら
ないし、レール31は長手方向に変位しないこと
を意味する。第二ワイヤ案内プーリー30は、後
部分7内において後部分7と中間部分8との間の
回動軸からの第二ワイヤ案内プーリー30の半径
に等しいか、または実質的に等しい距離で前記回
動軸とベース1内の後部分7の回動軸とを連結す
る直線上の点に設置されており、一方、第二ワイ
ヤ案内プーリー30の直径が次のように選択され
ており、また揺れ腕32の回動軸が後部分7と中
間部分8との間の回動軸に関連して次のようにな
つている。すなわち、後部分7に関連して中間部
分8が動いた結果、第二ワイヤ案内プーリー30
の回動軸と揺れ腕32及びレール31の連結点と
の間の距離が変化したときにその変化分だけワイ
ヤ28,33,34が、ワイヤの張りが一定に保
たれている第二ワイヤ案内プーリー30に関連し
て、それぞれ巻かれたり巻きもどされたりする。
このことは、後部分7に関連する中間部分8の動
きの結果としてレール31は長手方向に変位しな
いことを意味する。
有利であるとわかつているのは、第一及び第三
ワイヤ案内プーリー29,35の直径が第二ワイ
ヤ案内プーリー30の直径の4/5であることと、
ベース1内の後部分7の回動軸と第二ワイヤ案内
プーリー30の回動軸との間の距離が第二ワイヤ
案内プーリー30の直径の少なくとも5倍である
ことである。ワイヤ取付プーリー27は、マニプ
レータ腕7,8,10のうちの後部分7が所望の
運動範囲内でベース1に関連して動いたときワイ
ヤ28,33及び34がそれぞれ第一及び第三ワ
イヤ案内プーリー29と35と必ず接触している
程度に、大きくしなければならない。
ワイヤ案内プーリー29,35の直径が第二ワイ
ヤ案内プーリー30の直径の4/5であることと、
ベース1内の後部分7の回動軸と第二ワイヤ案内
プーリー30の回動軸との間の距離が第二ワイヤ
案内プーリー30の直径の少なくとも5倍である
ことである。ワイヤ取付プーリー27は、マニプ
レータ腕7,8,10のうちの後部分7が所望の
運動範囲内でベース1に関連して動いたときワイ
ヤ28,33及び34がそれぞれ第一及び第三ワ
イヤ案内プーリー29と35と必ず接触している
程度に、大きくしなければならない。
第3図及び第4図に関して、ロボツトマニプレ
ータのマニプレータ腕7,8,10のうちの前部
分10とそのツールホールダ11がマニプレータ
腕7,8,10のうちの中間部分8に設置されて
いる3本の長手方向に変位可能な制御棒22,2
3及び24にどのように連結し、かつそれらの制
御棒によつてどのように動かされるかを詳細に説
明する。
ータのマニプレータ腕7,8,10のうちの前部
分10とそのツールホールダ11がマニプレータ
腕7,8,10のうちの中間部分8に設置されて
いる3本の長手方向に変位可能な制御棒22,2
3及び24にどのように連結し、かつそれらの制
御棒によつてどのように動かされるかを詳細に説
明する。
マニプレータ腕7,8,10のうちの前部分1
0は、中間部分8に関連して第3図及び第4図の
軸A―A及びB―Bのまわりを、中間部分8及び
自在継手9の一部として形成されている前部分に
回動自在に設置されている主軸36を経由して下
に位置している中間部分8に対する自在継手連結
によつて、回動可能な状態で使用される。
0は、中間部分8に関連して第3図及び第4図の
軸A―A及びB―Bのまわりを、中間部分8及び
自在継手9の一部として形成されている前部分に
回動自在に設置されている主軸36を経由して下
に位置している中間部分8に対する自在継手連結
によつて、回動可能な状態で使用される。
ツールホールダ11は、自在継手9を経由して
回動可能な主軸36に連結している。ねじ37が
主軸36の自由端に螺着しており、そのねじの自
由端は、長手方向に変位可能な制御棒24の自由
端に固着しているいわゆるボールナツト38(も
どり止めでナツトではない)のなかに入つてい
る。制御棒24とボールナツト38がベース1内
の関連する油圧サーボシリンダが発動したため長
手方向に変位したとき、ねじ37はポンプの羽根
の主軸と同じ原理で回動し、そのときツールホー
ルダ11は該ねじの回動に従つて回動する。
回動可能な主軸36に連結している。ねじ37が
主軸36の自由端に螺着しており、そのねじの自
由端は、長手方向に変位可能な制御棒24の自由
端に固着しているいわゆるボールナツト38(も
どり止めでナツトではない)のなかに入つてい
る。制御棒24とボールナツト38がベース1内
の関連する油圧サーボシリンダが発動したため長
手方向に変位したとき、ねじ37はポンプの羽根
の主軸と同じ原理で回動し、そのときツールホー
ルダ11は該ねじの回動に従つて回動する。
マニプレータ腕7,8,10のうちの前部分1
0には、横方向に設置されている軸受ハウジング
39が形成されており、該ハウジング内にはジヤ
ーナル40が回動自在に設置されている。ジヤー
ナル40は、軸受ハウジング39内では長手方向
に変位できない。長手方向に変位可能な制御棒2
2と23の自由端は、ジヤーナル40の端にそれ
ぞれ枢着されている。
0には、横方向に設置されている軸受ハウジング
39が形成されており、該ハウジング内にはジヤ
ーナル40が回動自在に設置されている。ジヤー
ナル40は、軸受ハウジング39内では長手方向
に変位できない。長手方向に変位可能な制御棒2
2と23の自由端は、ジヤーナル40の端にそれ
ぞれ枢着されている。
ジヤーナル40と案内棒22及び23との間の
二つの枢着連結は、マニプレータ腕7,8,10
のうちの前部分10と後方に位置している中間部
分8との間の三点連結の三点のうちの二点を構成
している。三点連結のうちの第三番目の点は、自
在継手9で構成されている。
二つの枢着連結は、マニプレータ腕7,8,10
のうちの前部分10と後方に位置している中間部
分8との間の三点連結の三点のうちの二点を構成
している。三点連結のうちの第三番目の点は、自
在継手9で構成されている。
マニプレータ腕7,8,10のうちの前部分1
0が後方に位置している中間部分8に関連して軸
B―Bのまわりを回動するとき、制御棒22と2
3は等しく変位する。マニプレータ腕7,8,1
0のうちの前部分10が後方に位置している中間
部分8に関連して軸A―Aのまわりを回動すると
き、制御棒22と23は互いに関連して変位す
る。容易に理解できるのは、マニプレータ腕7,
8,10の前部分10が後方に位置している中間
部分8に関連して制御棒22と23の相異なつた
変位によつて特定の角度まであらゆる方向に調節
できることである。
0が後方に位置している中間部分8に関連して軸
B―Bのまわりを回動するとき、制御棒22と2
3は等しく変位する。マニプレータ腕7,8,1
0のうちの前部分10が後方に位置している中間
部分8に関連して軸A―Aのまわりを回動すると
き、制御棒22と23は互いに関連して変位す
る。容易に理解できるのは、マニプレータ腕7,
8,10の前部分10が後方に位置している中間
部分8に関連して制御棒22と23の相異なつた
変位によつて特定の角度まであらゆる方向に調節
できることである。
制御棒22と23がそれらの棒の変位中に互い
にねじれるのを防止するために、制御棒22と2
3がジヤーナル40と連結している個所の近くに
横部材41が配設されており、その一端は制御棒
22に枢着し、他端は制御棒23に枢着してい
る。横部材41は、その中央に制御棒22,23
の長手方向にみぞ42を形成している。ピン43
の自由端はみぞ42のなかを摺動して通るが、該
ピンはその中心線44の延長が主軸36の中心線
45を通過するようにマニプレータ腕7,8,1
0のうちの中間部分8にしつかりと連結してい
る。
にねじれるのを防止するために、制御棒22と2
3がジヤーナル40と連結している個所の近くに
横部材41が配設されており、その一端は制御棒
22に枢着し、他端は制御棒23に枢着してい
る。横部材41は、その中央に制御棒22,23
の長手方向にみぞ42を形成している。ピン43
の自由端はみぞ42のなかを摺動して通るが、該
ピンはその中心線44の延長が主軸36の中心線
45を通過するようにマニプレータ腕7,8,1
0のうちの中間部分8にしつかりと連結してい
る。
上記の説明から明らかなのは、この発明に関し
てはロボツトマニプレータの油圧サーボシリンダ
がすべてベース1のなかに設置されていること
と、すべての油圧サーボシリンダからの線運動が
クランク装置によつて回動運動に変換されること
とである。ロボツトマニプレータのサーボ系がう
まく作動するためには、該サーボ系の位置測定系
が油圧サーボシリンダにぴつたりと連結していな
ければならないことと、サーボ機構の働きがツー
ルホールダ11の全運動範囲にわたつて位置測定
系において実質的に同様に終らなければならない
ことである。
てはロボツトマニプレータの油圧サーボシリンダ
がすべてベース1のなかに設置されていること
と、すべての油圧サーボシリンダからの線運動が
クランク装置によつて回動運動に変換されること
とである。ロボツトマニプレータのサーボ系がう
まく作動するためには、該サーボ系の位置測定系
が油圧サーボシリンダにぴつたりと連結していな
ければならないことと、サーボ機構の働きがツー
ルホールダ11の全運動範囲にわたつて位置測定
系において実質的に同様に終らなければならない
ことである。
この発明によれば、上記のことは、ロボツトマ
ニプレータのサーボ系のすべてが第5図及び第6
図に関して次に説明するように配置されているこ
とで達成されている。第5図において、参照番号
46はロボツトマニプレータの油圧サーボシリン
ダのいずれのものをも示す。サーボシリンダ46
は、ロボツトマニプレータのベース1にしつかり
と設置されているが、該ベースは第5図には示さ
れていない。サーボシリンダ46のピストン棒4
7はサーボシリンダ46のピストン48にしつか
りと連結しており、該ピストンにはシールみぞ4
9(圧力分配みぞ)が形成されている。サーボシ
リンダ46の他端には、ピストン棒47が案内装
置50にしつかりと連結しており、該案内装置は
固定案内52内をころがり摩擦51で摺動するた
めに使用される。案内装置50にはリンク53の
一端が枢着しており、該リンクの他端はクランク
腕54の一端に枢着し、該腕の他端はロボツトマ
ニプレータのベース1に設置されている回動軸5
5にしつかりと連結している。
ニプレータのサーボ系のすべてが第5図及び第6
図に関して次に説明するように配置されているこ
とで達成されている。第5図において、参照番号
46はロボツトマニプレータの油圧サーボシリン
ダのいずれのものをも示す。サーボシリンダ46
は、ロボツトマニプレータのベース1にしつかり
と設置されているが、該ベースは第5図には示さ
れていない。サーボシリンダ46のピストン棒4
7はサーボシリンダ46のピストン48にしつか
りと連結しており、該ピストンにはシールみぞ4
9(圧力分配みぞ)が形成されている。サーボシ
リンダ46の他端には、ピストン棒47が案内装
置50にしつかりと連結しており、該案内装置は
固定案内52内をころがり摩擦51で摺動するた
めに使用される。案内装置50にはリンク53の
一端が枢着しており、該リンクの他端はクランク
腕54の一端に枢着し、該腕の他端はロボツトマ
ニプレータのベース1に設置されている回動軸5
5にしつかりと連結している。
サーボシリンダ46の測定系は図示してない
が、鋼線56によつて案内装置50の突起部57
に接続している。
が、鋼線56によつて案内装置50の突起部57
に接続している。
クランク腕54の長さaとリンク53の長さb
及び回動軸55とピストン棒47の中心線との間
の距離cが互いにa対1.80a対1.33aの比率であ
り、また、案内装置50が外側の位置にあるとき
該案内装置50に枢着しているリンク53の旋回
軸とピストン棒47の中心線と回動軸55を通つ
て該ピストン棒に垂直な中心線の交点との間の距
離dが0.39aであり、さらにまたサーボシリンダ
46の行程長さeが1.66aであるために、サーボ
シリンダの線ピストン運動を軸55の回動運動に
変換する効果が達成され、その結果、軸55の角
回動とサーボシリンダ46のピストン48の前記
角回動に相応する位置の変化との関係は、サーボ
シリンダ46の全作動範囲にわたつて実質的に一
定である。
及び回動軸55とピストン棒47の中心線との間
の距離cが互いにa対1.80a対1.33aの比率であ
り、また、案内装置50が外側の位置にあるとき
該案内装置50に枢着しているリンク53の旋回
軸とピストン棒47の中心線と回動軸55を通つ
て該ピストン棒に垂直な中心線の交点との間の距
離dが0.39aであり、さらにまたサーボシリンダ
46の行程長さeが1.66aであるために、サーボ
シリンダの線ピストン運動を軸55の回動運動に
変換する効果が達成され、その結果、軸55の角
回動とサーボシリンダ46のピストン48の前記
角回動に相応する位置の変化との関係は、サーボ
シリンダ46の全作動範囲にわたつて実質的に一
定である。
サーボシリンダ46からの回動軸55への上述
の運動の実質的な線伝動を第6図のグラフに示す
が、該図の座標系の曲線は、サーボシリンダ46
の行程長さeが200ミリメールに設定されたとき
軸55からの中心線からの通常の下りからの案内
装置の距離の関数として角度Vを示している。二
つの実際の寸法dとeは横座標にしるされてい
る。
の運動の実質的な線伝動を第6図のグラフに示す
が、該図の座標系の曲線は、サーボシリンダ46
の行程長さeが200ミリメールに設定されたとき
軸55からの中心線からの通常の下りからの案内
装置の距離の関数として角度Vを示している。二
つの実際の寸法dとeは横座標にしるされてい
る。
この発明によると、ピストン棒47とロボツト
マニプレータのすべての油圧サーボシリンダ46
内のピストン棒パツキン59との間の摩擦は特別
の配置によつて最小限まで減じ、それによつてピ
ストン棒47の直径は、従来の方法で自由に配置
されているピストン棒の曲げ限度以下まで減ずる
のである。前記の特別の配置は第5図に示すもの
であつて、以下に詳細に説明する。既に説明した
ように、ピストン棒47はサーボシリンダ46の
ピストン48にしつかりと連結しており、該ピス
トン棒はその他端が固定案内52内のころがり摩
擦51で摺動するために使用される案内装置にし
つかりと連結している。ピストン棒側に、サーボ
シリンダ46は端部材58を備えており、そのな
かに、ピストン棒パツキン59以外に、ローラブ
ツシユ60が設置されており、そのなかをピスト
ン棒47が通つている。ローラブツシユ60は長
いので、ローラブツシユ60の内側にあるピスト
ン棒47の部分は、あたかも該ピストン棒が固定
されているようにいつでも作用する。
マニプレータのすべての油圧サーボシリンダ46
内のピストン棒パツキン59との間の摩擦は特別
の配置によつて最小限まで減じ、それによつてピ
ストン棒47の直径は、従来の方法で自由に配置
されているピストン棒の曲げ限度以下まで減ずる
のである。前記の特別の配置は第5図に示すもの
であつて、以下に詳細に説明する。既に説明した
ように、ピストン棒47はサーボシリンダ46の
ピストン48にしつかりと連結しており、該ピス
トン棒はその他端が固定案内52内のころがり摩
擦51で摺動するために使用される案内装置にし
つかりと連結している。ピストン棒側に、サーボ
シリンダ46は端部材58を備えており、そのな
かに、ピストン棒パツキン59以外に、ローラブ
ツシユ60が設置されており、そのなかをピスト
ン棒47が通つている。ローラブツシユ60は長
いので、ローラブツシユ60の内側にあるピスト
ン棒47の部分は、あたかも該ピストン棒が固定
されているようにいつでも作用する。
この発明によるピストン棒47は、両端が固定
されているので、ピストン棒の直径を、ピストン
棒47を通常の方法で両端に自由に設置したとし
た場合、曲げ状況を考慮して必要であつたピスト
ン棒の直径に関連して相当な程度小さくすること
ができた。このようにして、例えば、ピストン棒
の直径を20ミリメートルから8ミリメートルに小
さくすることができた。このことは、ピストン棒
の周囲が62.8ミリメートルから25.1ミリメートル
に減少したということを意味する。ピストン棒と
パツキンとの間の摩擦は単位面積当りの圧力に比
例するので、摩擦はそれに応じて減少する。
されているので、ピストン棒の直径を、ピストン
棒47を通常の方法で両端に自由に設置したとし
た場合、曲げ状況を考慮して必要であつたピスト
ン棒の直径に関連して相当な程度小さくすること
ができた。このようにして、例えば、ピストン棒
の直径を20ミリメートルから8ミリメートルに小
さくすることができた。このことは、ピストン棒
の周囲が62.8ミリメートルから25.1ミリメートル
に減少したということを意味する。ピストン棒と
パツキンとの間の摩擦は単位面積当りの圧力に比
例するので、摩擦はそれに応じて減少する。
以下に、本発明に係る実施の態様並びに技術構
成を列記する。
成を列記する。
(1) 前記マニプレータ腕7,8,10のうちの前
部分10には、横方向に配置されている軸受ハウ
ジング39が形成されていることと、該ハウジン
グ内にはジヤーナル40が設置されていること
と、該ジヤーナルは回動するが変位しないこと
と、該ジヤナルの各端は、マニプレータ腕7,
8,10のうちの中間部分8のなかに長手方向に
変位するために設置されている制御棒22または
23の一端に枢着していることとを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のロボツトマニプレータ
用の装置。
部分10には、横方向に配置されている軸受ハウ
ジング39が形成されていることと、該ハウジン
グ内にはジヤーナル40が設置されていること
と、該ジヤーナルは回動するが変位しないこと
と、該ジヤナルの各端は、マニプレータ腕7,
8,10のうちの中間部分8のなかに長手方向に
変位するために設置されている制御棒22または
23の一端に枢着していることとを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載のロボツトマニプレータ
用の装置。
(2) 前記ジヤーナル40は、それと制御棒22,
23との連結個所の近くに配設されている横部材
41を有することと、該横部材は各制御棒22,
23に枢着し、かつ該制御棒22,23の長手方
向にみぞ42を形成していることと、該みぞ42
は、そのなかをピン43の自由端が摺動して通る
ことと、該ピンはその中心線44の延長が、中間
部分8に設置されていて、かつ自在継手9に連結
している主軸36の中心線45を通過することと
を特徴とする特許請求の範囲第1項または前記第
1項いずれか記載のロボツトマニプレータ用の装
置。
23との連結個所の近くに配設されている横部材
41を有することと、該横部材は各制御棒22,
23に枢着し、かつ該制御棒22,23の長手方
向にみぞ42を形成していることと、該みぞ42
は、そのなかをピン43の自由端が摺動して通る
ことと、該ピンはその中心線44の延長が、中間
部分8に設置されていて、かつ自在継手9に連結
している主軸36の中心線45を通過することと
を特徴とする特許請求の範囲第1項または前記第
1項いずれか記載のロボツトマニプレータ用の装
置。
(3) 前記油圧サーボシリンダ46の線運動はクラ
ンク腕54によつて該油圧サーボシリンダ46の
全作動範囲にわたつて実質的に比例する回動運動
に変換されることと、該クランク腕の一端は回動
軸55にしつかりと連結し他端はリンク53の一
端に枢着していることと、該リンクの他端は固定
案内52のなかを走行する案内装置50に枢着し
ていることと、該案内装置は油圧サーボシリンダ
46のピストン棒47に連結していることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第2項いずれか
記載のロボツトマニプレータ用の装置。
ンク腕54によつて該油圧サーボシリンダ46の
全作動範囲にわたつて実質的に比例する回動運動
に変換されることと、該クランク腕の一端は回動
軸55にしつかりと連結し他端はリンク53の一
端に枢着していることと、該リンクの他端は固定
案内52のなかを走行する案内装置50に枢着し
ていることと、該案内装置は油圧サーボシリンダ
46のピストン棒47に連結していることを特徴
とする特許請求の範囲第1項乃至第2項いずれか
記載のロボツトマニプレータ用の装置。
(4) 前記クランク腕54の長さaとリンク53の
長さb及び回動軸55とピストン棒47の中心線
との間の距離cは、互いにa対1.80a対1.33aの比
率であることと、案内装置50のリンク53の旋
回軸と、ピストン棒47の中心線と回動軸55を
通つて該ピストン棒に垂直な中心線の交点との間
の距離dは、該案内装置が外側にあるときに、
0.39aであることと、油圧サーボシリンダ46の
工程長さeは1.66aであることと、そのため、油
圧サーボシリンダの線ピストン運動が軸55の回
動運動に変換されることと、その結果、軸55の
回動角度と油圧サーボシリンダ46のピストン4
8の該回動角度に相応する位置の変化との関係が
油圧サーボシリンダ46の全作動範囲にわたつて
実質的に一定であることとを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第1項乃至第3項いずれか記
載のロボツトマニプレータ用の装置。
長さb及び回動軸55とピストン棒47の中心線
との間の距離cは、互いにa対1.80a対1.33aの比
率であることと、案内装置50のリンク53の旋
回軸と、ピストン棒47の中心線と回動軸55を
通つて該ピストン棒に垂直な中心線の交点との間
の距離dは、該案内装置が外側にあるときに、
0.39aであることと、油圧サーボシリンダ46の
工程長さeは1.66aであることと、そのため、油
圧サーボシリンダの線ピストン運動が軸55の回
動運動に変換されることと、その結果、軸55の
回動角度と油圧サーボシリンダ46のピストン4
8の該回動角度に相応する位置の変化との関係が
油圧サーボシリンダ46の全作動範囲にわたつて
実質的に一定であることとを特徴とする特許請求
の範囲第1項または第1項乃至第3項いずれか記
載のロボツトマニプレータ用の装置。
(5) 前記マニプレータ腕7,8,10のうちの中
間部分8内の二本の長手方向に変位可能な制御棒
22,23の各々の後端と該制御棒22,23に
実質的に平行に延びツールホールダ11をその長
手軸のまわりにボールナツト38と自在継手9を
経由して回動させ得るために使用される長手方向
に変位可能な制御棒24の後端は、中間部分8に
枢着されている揺れ腕32にそれぞれ枢着されて
いることと、該揺れ腕32はそれぞれ長手方向に
変位可能なレール31に枢着し該レールによつて
回動されて使用されることと、該レールの前端及
び後端はそこにそれぞれ固着されている第一ワイ
ヤ28及び第二ワイヤ33と第三ワイヤ34を有
することと、該第二及び第三ワイヤは中間部分8
と回動自在に連結している後部分7に設置されて
いる第二ワイヤ案内プーリー30を越えてそれぞ
れ後退または前進し、該後退または前進は該第二
ワイヤ案内プーリー30の半径に相当すること
と、該第一ワイヤ28はスイベルベース1に回動
自在に設置されている第一ワイヤ案内プーリー2
9の後をまわり、スイベルベース1に回動自在に
設置され該第一ワイヤ28が固着されているワイ
ヤ取付プーリー27の前をまわつていることと、
第二ワイヤ33と第三ワイヤ34はスイベルベー
ス1に回動自在に設置されている第三ワイヤ案内
プーリー35の前をまわり、該第二及び第三ワイ
ヤ33,34が固定されているワイヤ取付プーリ
ー27の後をまわつていることと、ロボツトマニ
プレータの三個のワイヤ取付プーリー27の各々
はスイベルベース1に設置されている油圧サーボ
シリンダ21によつて回動可能なように使用され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは前記第1項ないし第4項いずれか記載のロボ
ツトマニプレータ用の装置。
間部分8内の二本の長手方向に変位可能な制御棒
22,23の各々の後端と該制御棒22,23に
実質的に平行に延びツールホールダ11をその長
手軸のまわりにボールナツト38と自在継手9を
経由して回動させ得るために使用される長手方向
に変位可能な制御棒24の後端は、中間部分8に
枢着されている揺れ腕32にそれぞれ枢着されて
いることと、該揺れ腕32はそれぞれ長手方向に
変位可能なレール31に枢着し該レールによつて
回動されて使用されることと、該レールの前端及
び後端はそこにそれぞれ固着されている第一ワイ
ヤ28及び第二ワイヤ33と第三ワイヤ34を有
することと、該第二及び第三ワイヤは中間部分8
と回動自在に連結している後部分7に設置されて
いる第二ワイヤ案内プーリー30を越えてそれぞ
れ後退または前進し、該後退または前進は該第二
ワイヤ案内プーリー30の半径に相当すること
と、該第一ワイヤ28はスイベルベース1に回動
自在に設置されている第一ワイヤ案内プーリー2
9の後をまわり、スイベルベース1に回動自在に
設置され該第一ワイヤ28が固着されているワイ
ヤ取付プーリー27の前をまわつていることと、
第二ワイヤ33と第三ワイヤ34はスイベルベー
ス1に回動自在に設置されている第三ワイヤ案内
プーリー35の前をまわり、該第二及び第三ワイ
ヤ33,34が固定されているワイヤ取付プーリ
ー27の後をまわつていることと、ロボツトマニ
プレータの三個のワイヤ取付プーリー27の各々
はスイベルベース1に設置されている油圧サーボ
シリンダ21によつて回動可能なように使用され
ていることを特徴とする特許請求の範囲第1項ま
たは前記第1項ないし第4項いずれか記載のロボ
ツトマニプレータ用の装置。
(6) 前記回動運動は、ワイヤ28,33,34,
鋼帯、チエーンまたは同様なものによつてスイベ
ルベース1内に設置されているワイヤ取付プーリ
ー27からスイベルベース1内に設置されている
第一ワイヤ案内プーリー29と第三ワイヤ案内プ
ーリー35及びマニプレータ腕7,8,10のう
ちの後部分7の上端に設置されている第二ワイヤ
案内プーリー30を経由してスイベルベース1に
関連する後部分7の動きが伝動に影響を与えない
ようにレール31の線運動に変換されることと、
第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,35はス
イベルベース1内での関連しているワイヤ取付プ
ーリー27の設置場所から同一または実質的に同
一距離でスイベルベース1内に設置されているこ
とと、該後部分7はその回動軸が第一及び第三ワ
イヤ案内プーリー29,35の共通中心線の近く
に、例えば該ワイヤ案内プーリー29,35の直
径の1/36以下にあるように、また該後部分7の回
動軸が第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,3
5の回動軸から等しく遠くはなれているように、
スイベルベース1内に設置されていることと、該
第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,35の直
径は、ワイヤの張りが一定に保たれている後部分
7が動いた結果としてワイヤ案内プーリー29ま
たは35と第二ワイヤ案内プーリー30との間の
中心距離がそれぞれ短くなつた場合にその分だけ
ワイヤ28または33,34がそれぞれワイヤ案
内プーリー29,35に巻かれるように、またワ
イヤの張りが一定に保たれている後部分7が動い
た結果としてワイヤ案内プーリー35または29
と第二ワイヤ案内プーリー30との間の中心距離
がそれぞれ長くなつた場合にその分だけワイヤ3
3,34または28がそれぞれワイヤ案内プーリ
ー35または29から巻きもどされるように、選
択されていることと、該第二ワイヤ案内プーリー
30はまわらないことと、該レール31はスイベ
ルベース1に関連して後部分7が動いた結果とし
て長手方向に変位しないこととを特徴とする特許
請求の範囲第1項または前記第1項乃至第5項い
ずれか記載のロボツトマニプレータ用の装置。
鋼帯、チエーンまたは同様なものによつてスイベ
ルベース1内に設置されているワイヤ取付プーリ
ー27からスイベルベース1内に設置されている
第一ワイヤ案内プーリー29と第三ワイヤ案内プ
ーリー35及びマニプレータ腕7,8,10のう
ちの後部分7の上端に設置されている第二ワイヤ
案内プーリー30を経由してスイベルベース1に
関連する後部分7の動きが伝動に影響を与えない
ようにレール31の線運動に変換されることと、
第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,35はス
イベルベース1内での関連しているワイヤ取付プ
ーリー27の設置場所から同一または実質的に同
一距離でスイベルベース1内に設置されているこ
とと、該後部分7はその回動軸が第一及び第三ワ
イヤ案内プーリー29,35の共通中心線の近く
に、例えば該ワイヤ案内プーリー29,35の直
径の1/36以下にあるように、また該後部分7の回
動軸が第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,3
5の回動軸から等しく遠くはなれているように、
スイベルベース1内に設置されていることと、該
第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,35の直
径は、ワイヤの張りが一定に保たれている後部分
7が動いた結果としてワイヤ案内プーリー29ま
たは35と第二ワイヤ案内プーリー30との間の
中心距離がそれぞれ短くなつた場合にその分だけ
ワイヤ28または33,34がそれぞれワイヤ案
内プーリー29,35に巻かれるように、またワ
イヤの張りが一定に保たれている後部分7が動い
た結果としてワイヤ案内プーリー35または29
と第二ワイヤ案内プーリー30との間の中心距離
がそれぞれ長くなつた場合にその分だけワイヤ3
3,34または28がそれぞれワイヤ案内プーリ
ー35または29から巻きもどされるように、選
択されていることと、該第二ワイヤ案内プーリー
30はまわらないことと、該レール31はスイベ
ルベース1に関連して後部分7が動いた結果とし
て長手方向に変位しないこととを特徴とする特許
請求の範囲第1項または前記第1項乃至第5項い
ずれか記載のロボツトマニプレータ用の装置。
(7) 前記第一及び第三ワイヤ案内プーリー29,
35の直径は第二ワイヤ案内プーリー30の直径
の4/5であることと、前記スイベルベース1内の
後部分7の回動軸と第二ワイヤ案内プーリー30
の回動軸との間の距離は第二ワイヤ案内プーリー
30の直径の少なくとも5倍以上であることと、
前記ワイヤ取付プーリー27は、マニプレータ腕
7,8,10のうちの後部分7が所望の運動範囲
内でスイベルベース1に関連して動いたときワイ
ヤ28及び33,34がそれぞれ第一及び第三ワ
イヤ案内プーリー29及び35と必ず接触してい
る程度に大きいことを特徴とする特許請求の範囲
第1項または前記第1項乃至第6項いずれか記載
のロボツトマニプレータ用の装置。
35の直径は第二ワイヤ案内プーリー30の直径
の4/5であることと、前記スイベルベース1内の
後部分7の回動軸と第二ワイヤ案内プーリー30
の回動軸との間の距離は第二ワイヤ案内プーリー
30の直径の少なくとも5倍以上であることと、
前記ワイヤ取付プーリー27は、マニプレータ腕
7,8,10のうちの後部分7が所望の運動範囲
内でスイベルベース1に関連して動いたときワイ
ヤ28及び33,34がそれぞれ第一及び第三ワ
イヤ案内プーリー29及び35と必ず接触してい
る程度に大きいことを特徴とする特許請求の範囲
第1項または前記第1項乃至第6項いずれか記載
のロボツトマニプレータ用の装置。
(8) 前記回動運動は、ワイヤ28,33,34,
鋼帯、チエーンまたは同様なものによつてスイベ
ルベース1内に設置されているワイヤ取付プーリ
ー27からスイベルベース1内に設置されている
第一ワイヤ案内プーリー29と第三ワイヤ案内プ
ーリー35及びマニプレータ腕7,8,10のう
ちの後部分7の上端に設置されている第二ワイヤ
案内プーリー30を経由して後部分7に関連する
中間部分8の動きが伝動に影響を与えないように
レール31の線運動に変換されることと、該第二
ワイヤ案内プーリー30は、後部分7内におい
て、後部分7と中間部分8との間の旋回軸から第
二ワイヤ案内プーリー30の半径に等しいか、ま
たは実質的に等しい距離で、該旋回軸とスイベル
ベース1内の後部分7の回動軸との間の直線上に
設置されていることと、該第二ワイヤ案内プーリ
ー30の直径は、後部分7に関連して中間部分8
が動くと、その結果として第二ワイヤ案内プーリ
ー30の回動軸と揺れ腕32及びレール31の連
結点との間の距離が変化したときに、その変化分
だけワイヤ28,33,34がワイヤの張りが一
定に保たれている第二ワイヤ案内プーリー30に
関連してそれぞれ巻かれたり巻きもどされたりす
るように、選択されることと、該揺れ腕32の旋
回軸は、後部分7と中間部分8との間の旋回軸に
関連しており、後部分7に関連して中間部分8が
動くと、その結果として第二ワイヤ案内プーリー
30の回動軸と揺れ腕32及びレール31の連結
点との間の距離が変化したときにその変化部分だ
けワイヤ28,33,34がワイヤの張りが一定
に保たれている第二ワイヤ案内プーリー30に関
連してそれぞれ巻かれたり巻きもどされたりする
ようになつていることと、該レール31はスイベ
ルベース1に関連して後部分7が動いた結果とし
て長手方向に変位しないこととを特徴とする特許
請求の範囲第1項または前記第1項乃至第7項い
ずれか記載のロボツトマニプレータ用の装置。
鋼帯、チエーンまたは同様なものによつてスイベ
ルベース1内に設置されているワイヤ取付プーリ
ー27からスイベルベース1内に設置されている
第一ワイヤ案内プーリー29と第三ワイヤ案内プ
ーリー35及びマニプレータ腕7,8,10のう
ちの後部分7の上端に設置されている第二ワイヤ
案内プーリー30を経由して後部分7に関連する
中間部分8の動きが伝動に影響を与えないように
レール31の線運動に変換されることと、該第二
ワイヤ案内プーリー30は、後部分7内におい
て、後部分7と中間部分8との間の旋回軸から第
二ワイヤ案内プーリー30の半径に等しいか、ま
たは実質的に等しい距離で、該旋回軸とスイベル
ベース1内の後部分7の回動軸との間の直線上に
設置されていることと、該第二ワイヤ案内プーリ
ー30の直径は、後部分7に関連して中間部分8
が動くと、その結果として第二ワイヤ案内プーリ
ー30の回動軸と揺れ腕32及びレール31の連
結点との間の距離が変化したときに、その変化分
だけワイヤ28,33,34がワイヤの張りが一
定に保たれている第二ワイヤ案内プーリー30に
関連してそれぞれ巻かれたり巻きもどされたりす
るように、選択されることと、該揺れ腕32の旋
回軸は、後部分7と中間部分8との間の旋回軸に
関連しており、後部分7に関連して中間部分8が
動くと、その結果として第二ワイヤ案内プーリー
30の回動軸と揺れ腕32及びレール31の連結
点との間の距離が変化したときにその変化部分だ
けワイヤ28,33,34がワイヤの張りが一定
に保たれている第二ワイヤ案内プーリー30に関
連してそれぞれ巻かれたり巻きもどされたりする
ようになつていることと、該レール31はスイベ
ルベース1に関連して後部分7が動いた結果とし
て長手方向に変位しないこととを特徴とする特許
請求の範囲第1項または前記第1項乃至第7項い
ずれか記載のロボツトマニプレータ用の装置。
(9) 前記ロボツトマニプレータのすべての油圧サ
ーボシリンダ46は、直径が従来の方法で自由に
設置されているピストン棒の曲げ限度以下まで細
くなつているピストン棒47を有することと、該
ピストン棒47はその一端が油圧サーボシリンダ
46のピストン48にしつかりと連結し、その他
端が固定案内52内を摺動またはころがるために
使用される案内装置50にしつかりと連結してい
ることと、該案内装置50と固定案内との接触面
積と、ピストン棒47とピストン棒パツキン59
との間の摩擦は、最少限まで減じていることとを
特徴とする特許請求の範囲第1項または前記第1
項乃至第8項記載のロボツトマニプレータ用の装
置。
ーボシリンダ46は、直径が従来の方法で自由に
設置されているピストン棒の曲げ限度以下まで細
くなつているピストン棒47を有することと、該
ピストン棒47はその一端が油圧サーボシリンダ
46のピストン48にしつかりと連結し、その他
端が固定案内52内を摺動またはころがるために
使用される案内装置50にしつかりと連結してい
ることと、該案内装置50と固定案内との接触面
積と、ピストン棒47とピストン棒パツキン59
との間の摩擦は、最少限まで減じていることとを
特徴とする特許請求の範囲第1項または前記第1
項乃至第8項記載のロボツトマニプレータ用の装
置。
(10) 前記ピストン棒47の固定把持部の両端はロ
ーラブツシユ60を備えていることと、該ピスト
ン棒47は該ローラブツシユ60を通過している
ことと、該ローラブツシユ60は、その内側のピ
ストン棒47の部分があたかも確実に把持されて
いるかのようにいつでも作用する程度に長いこと
とを特徴とする前記第9項記載のロボツトマニプ
レータ用の装置。
ーラブツシユ60を備えていることと、該ピスト
ン棒47は該ローラブツシユ60を通過している
ことと、該ローラブツシユ60は、その内側のピ
ストン棒47の部分があたかも確実に把持されて
いるかのようにいつでも作用する程度に長いこと
とを特徴とする前記第9項記載のロボツトマニプ
レータ用の装置。
第1図はこの発明の装置を有するロボツトマニ
プレータの基本斜視図、第2図はこの発明の装置
を有するロボツトマニプレータのベース内に固着
されている油圧サーボシリンダから前腕部分がマ
ニプレータ腕の運動制御に関与しているマニプレ
ータ腕内の長手方向に変位可能な棒への運動伝達
用の機械的配置の側面図、第3図はこの発明の装
置を有するロボツトマニプレータ腕の前部分の側
面図、第4図は第3図に示したマニプレータ腕の
同一部分の平面図、第5図は、サーボシリンダの
作用をうける回動軸までの関連配置を有するこの
発明のロボツトマニプレータの油圧サーボシリン
ダの部分断面図、第6図は油圧サーボシリンダか
ら第5図に示した回動軸への運動伝達のグラフで
ある。 1…スイベルベース、2…フートプレート、3
…第一油圧サーボシリンダ、4…第一リンク、5
…第一クランク腕、6…固定軸、7…マニプレー
タ腕の後部分、8…マニプレータ腕の中間部分、
9…自在継手、10…マニプレータ腕の前部分、
11…ツールホルダー、12…第二油圧サーボシ
リンダ、13…第二リンク、14…第二クランク
腕、15…旋回軸、16…第三油圧サーボシリン
ダ、17…第三リンク、18…第三クランク腕、
19…突起(物)、20…並行支柱、21…第四
油圧サーボシリンダ、22…制御棒、23…制御
棒、24…制御棒、25…第四リンク、26…突
起、27…ワイヤ取付プーリー、28…第一ワイ
ヤ、29…第一ワイヤ案内プーリー、30…第二
ワイヤ案内プーリー、31…レール、32…揺れ
腕、33…第二ワイヤ、34…第三ワイヤ、35
…第三ワイヤ案内プーリー、36…主軸、37…
ねじ、38…ボールナツト、39…軸受ハウジン
グ、40…ジヤーナル、41…横部材、42…み
ぞ、43…ピン、44…ピンの中心線、45…主
軸の中心線、46…油圧サーボシリンダ、47…
ピストン棒、48…ピストン、49…シールみ
ぞ、50…案内装置、51…ころがり摩擦、52
…固定案内、53…リンク、54…クランク腕、
55…回動軸、56…鋼線、57…突起部、58
…端部材、59…ピストン棒パツキン、60…ロ
ーラブツシユ。
プレータの基本斜視図、第2図はこの発明の装置
を有するロボツトマニプレータのベース内に固着
されている油圧サーボシリンダから前腕部分がマ
ニプレータ腕の運動制御に関与しているマニプレ
ータ腕内の長手方向に変位可能な棒への運動伝達
用の機械的配置の側面図、第3図はこの発明の装
置を有するロボツトマニプレータ腕の前部分の側
面図、第4図は第3図に示したマニプレータ腕の
同一部分の平面図、第5図は、サーボシリンダの
作用をうける回動軸までの関連配置を有するこの
発明のロボツトマニプレータの油圧サーボシリン
ダの部分断面図、第6図は油圧サーボシリンダか
ら第5図に示した回動軸への運動伝達のグラフで
ある。 1…スイベルベース、2…フートプレート、3
…第一油圧サーボシリンダ、4…第一リンク、5
…第一クランク腕、6…固定軸、7…マニプレー
タ腕の後部分、8…マニプレータ腕の中間部分、
9…自在継手、10…マニプレータ腕の前部分、
11…ツールホルダー、12…第二油圧サーボシ
リンダ、13…第二リンク、14…第二クランク
腕、15…旋回軸、16…第三油圧サーボシリン
ダ、17…第三リンク、18…第三クランク腕、
19…突起(物)、20…並行支柱、21…第四
油圧サーボシリンダ、22…制御棒、23…制御
棒、24…制御棒、25…第四リンク、26…突
起、27…ワイヤ取付プーリー、28…第一ワイ
ヤ、29…第一ワイヤ案内プーリー、30…第二
ワイヤ案内プーリー、31…レール、32…揺れ
腕、33…第二ワイヤ、34…第三ワイヤ、35
…第三ワイヤ案内プーリー、36…主軸、37…
ねじ、38…ボールナツト、39…軸受ハウジン
グ、40…ジヤーナル、41…横部材、42…み
ぞ、43…ピン、44…ピンの中心線、45…主
軸の中心線、46…油圧サーボシリンダ、47…
ピストン棒、48…ピストン、49…シールみ
ぞ、50…案内装置、51…ころがり摩擦、52
…固定案内、53…リンク、54…クランク腕、
55…回動軸、56…鋼線、57…突起部、58
…端部材、59…ピストン棒パツキン、60…ロ
ーラブツシユ。
Claims (1)
- 1 スイベルベース1に旋回自在に挿着されてい
る多関節マニプレータ腕7,8,10に有するロ
ボツトマニプレータ装置において、マニプレータ
腕7,8,10のうちの前部分10が三点連結を
経由してマニプレータ腕7,8,10のうちの中
間部分8に連結していることと、該前部分10が
長手方向に変位可能で実質的に並行な二本の制御
棒22,23及び前部分10と連結されて前部分
10の中心に設けられるツールホールダ11を回
転できる制御棒24によつて該中間部分8に関連
してあらゆる可能な方向に特定の角度まで旋回で
きることと、該制御棒22,23の一端が該前部
分10に枢着されていて該三点連結のうち二点を
形成し、第三番目の点が制御棒24の自在継手9
連結で構成されていることと、該マニプレータ腕
の前部分10がツールホールダ11を備え、かつ
該マニプレータ7,8,10がそれらを制御する
三本の油圧サーボシリンダ46を有する系を備え
ていることから成り、すべての油圧サーボシリン
ダ46がロボツトマニプレータのスイベルベース
1内に設置されていることと、前記各油圧サーボ
シリンダ46がそれぞれピストン棒47、リンク
53及びクランク腕54と接続され、クランク腕
54に設けた回動軸55を正逆回転可能にし、こ
の回動軸55に捲回させた二組のワイヤ28,3
3,34を案内プーリ29,35,30を経て、
マニプレータ用腕8内に配設される三本の制御棒
22,23,24の揺れ腕32のレール31とそ
れぞれ連結して前記三本の制御棒22,23,2
4を各別に長手方向に変位できる機械的伝動装置
を備えて成ることを特長とするロボツトマニプレ
ータ用の装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| NO813365 | 1981-10-05 | ||
| NO813365A NO148986C (no) | 1981-10-05 | 1981-10-05 | Anordning ved robotmanipulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5859778A JPS5859778A (ja) | 1983-04-08 |
| JPS6146275B2 true JPS6146275B2 (ja) | 1986-10-13 |
Family
ID=19886257
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57135293A Granted JPS5859778A (ja) | 1981-10-05 | 1982-08-04 | ロボツトマニプレ−タ用の装置 |
Country Status (17)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4531885A (ja) |
| JP (1) | JPS5859778A (ja) |
| AU (1) | AU564096B2 (ja) |
| BR (1) | BR8207889A (ja) |
| CA (1) | CA1207356A (ja) |
| CH (1) | CH660997A5 (ja) |
| DE (1) | DE3227508A1 (ja) |
| DK (1) | DK153128C (ja) |
| FI (1) | FI73616C (ja) |
| FR (1) | FR2513926B1 (ja) |
| GB (1) | GB2107279B (ja) |
| IT (1) | IT1152692B (ja) |
| MX (1) | MX156892A (ja) |
| NO (1) | NO148986C (ja) |
| SE (1) | SE8205499L (ja) |
| SU (1) | SU1304741A3 (ja) |
| WO (1) | WO1983001222A1 (ja) |
Families Citing this family (40)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| SE460529B (sv) * | 1986-02-18 | 1989-10-23 | Asea Ab | Industrirobot |
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| US9901410B2 (en) | 2010-07-28 | 2018-02-27 | Medrobotics Corporation | Surgical positioning and support system |
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| WO2013096610A1 (en) | 2011-12-21 | 2013-06-27 | Oyola Arnold E | Stabilizing apparatus for highly articulated probes with link arrangement, methods of formation thereof, and methods of use thereof |
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