JPS614689A - 複数の自由度を有する連結装置 - Google Patents

複数の自由度を有する連結装置

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JPS614689A
JPS614689A JP60125280A JP12528085A JPS614689A JP S614689 A JPS614689 A JP S614689A JP 60125280 A JP60125280 A JP 60125280A JP 12528085 A JP12528085 A JP 12528085A JP S614689 A JPS614689 A JP S614689A
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JP
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jacks
deflectable
jack
signal
axis
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JP60125280A
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ジヤン・クロ
ジヤン・フアリプ
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Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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    • B25J17/0258—Two-dimensional joints
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J3/00—Manipulators of leader-follower type, i.e. both controlling unit and controlled unit perform corresponding spatial movements
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    • B25J9/0075—Truss
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Program-controlled manipulators
    • B25J9/06—Program-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
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  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Control Of Position Or Direction (AREA)
  • Reciprocating Pumps (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は支持機素及び被支持機素の間の可動連結装置に
関する。本発明は操作腕を接続するためにロボットの部
分に通用出来る。
従来技術 仏国特許願第８２．２１３８９号には差動作用を有する
連結装置が記載されているが、この連結装置は、支持機
素上に固定されるようになされた支持脚と、 被支持機素を固定出来るようになされた可動脚と、 前記支持機素及び被支持機素の間に配置された複数の撓
み得るジヤツキであって、前記可動脚を前記支持機素に
対して前記撓み得るジヤツキの組立体の変形状態の関数
である相対的位置に保持するようになす前記複数のジヤ
ツキと、 前記夫々の撓み得るジヤツキに組合されて連結された可
変容量の容器であって、対応する撓み得るジヤツキと共
に前記容器の容量が撓み得るジヤツキの変形状態を与え
るようになす閉じた流体循環路を形成し７．１つの撓み
得るジヤツキ及び１つの可変容量の容器によって形成さ
れた第一の組立体が１つの撓み得るジヤツキ及び１つの
可変容量の容器によって形成された第二の組立体と組合
されて差動装置を形成するようになされた前記可変容量
の容器と、 定められた値に調節するために前記容器の容量を変化さ
せ得る動力装置であって、組合された２つ、の容器を同
時に作動させてその容量を夫々反対の方向に変化させて
前記２つの組合された撓み得るジヤツキに反対方向の変
形を与えるように配置された前記動力装置と、 前記撓み得るジヤツキに夫々組合され、前記撓み得るジ
ヤツキの変形状態を示す信号を与えるようになされた測
定装置と、 を含んでいる。
発明の目的 本発明は上述の形式の装置を改良することを企図するも
のである。
本発明の１つの目的は、総ての変位が液圧作動圧縮力に
はって行われて液圧作動装置に於けるキャビテーション
現象の発生を防止する作用に対する制限を排除すること
である。
本発明の他の目的は、液圧作動装置内に於ける撓み得る
種々の部材（連結管、蛇管）の不具合な変形により、又
は使用される流体（通常はこのような圧縮性を制限する
ために液体）の圧縮性によって悪影響を受けないで正確
な変位を可能となずことである。
発明の概よ 上述の目的を達成するために、前述の形式の装置は、 前記撓め得るジヤツキに夫々組合された測定装置から発
される信号を受取るように配置されて、夫々組合された
の対をなす撓み得るジヤツキに対して前述の対をなす２
つのジヤツキの変形状態の差を示す差動信号を与えるよ
うになす処理ユニットと、 前記対をなす撓み得るジヤツキに望まれる変形状態に対
応する指令信号を与えるようになす指令信号発生ユニッ
トと、 前記差動信号及び指令信号を受取るようにはちされ、前
記２つの信号の間の差を示す誤差信号を与えるようにな
された比較ユニットと、前記誤差信号を受取るように配
置され、前記動力装置に対して、前記誤差信号を零にな
す方向に作動するように命令する前記動力装置の命令装
置と、 を含んでいる。以下の説明で更によく理解されるように
、上述のような閉じたループをなして配置される装置は
、これらの部材（可変容量容器、動力装置及び測定装置
）の命令装置のような作動装置（撓み得るジヤツキ）と
同様に差動的に機能するのである。又被支持機素は、不
具合な現象によって影響を受けないで被支持機素の正確
な変位を得ることも可能であり、更に、夫々の変位は組
合された２つのジヤツキの何れか一方の液圧作動圧縮力
によって、何等かの作用で生ずる恐れのあるキャビテー
ション現象を全く生じないで行われるのである。
発明の実施例 以下の、添付図面を参照して行われる説明は本発明を制
限することのない例を示す。
本発明が目的とする連結装置は、企図された応用面に適
応する操作装置を形成するために種々の配置となし得る
。このような連結装置は可変容量の容器によって命令さ
れる２対２で組合される複数のジヤツキを含んでいて、
容器自体も２対２で組合されて組合された夫々の対をな
すジャッキが夫々の対の組合された容器と共に閉したル
ープをなす差動装置を形成するのである。
第１図に於て、１対の組合されたジヤツキと、対応する
容器とこの装置のサーホ制御を保証する電子処理ユニッ
ト５とが示されている。
この例に於ては、ジヤツキ１及び２は２つの剛性隔壁１
ｂ、ＩＣ又は２ｂ、２Ｃ上に夫々支持された２つの蛇管
１ａ又は２ａによって構成されている。これらの蛇管１
ａ、２ａは、隔壁ＩＣ及び２Ｃの間に支持されて脚７に
固定された１つの中間隔壁６の一方から他方に同じ軸線
に沿って伸長している。
他方の隔壁１ｂ及び２ｂは流体導管８及び９を貫通させ
ていて、例えば脚１０に固定されている。
このようにジヤツキ１及び２は脚１０に対する脚７の変
位を可能となし、これらの脚は既述の仏国特許願第８２
．２１３８９号に記載されている例と同様に、又は企図
された応用面に適合するような他の配置に従って他の対
のジヤツキと共に配置され得る中間脚を構成している。
１例として本発明の装置の夫々の対のジヤツキ１及び２
は、夫々のジヤツキを境界している２つの隅壁１ｂ、Ｉ
Ｃ又は２ｂ、２ｃの中心が常に蛇管１ａ及び２ａの共通
の軸線上に位置するように配置されるが、このことは前
記軸線に平行な変位運動に従ってジヤツキの隔壁の移動
を案内する１１のようなガイドによって可能となされる
のである。
更に、夫々のジャッキは夫々の蛇管の軸線上にこれらの
蛇管内で２つの隔壁の一方（１ｂ）に対して固定された
位置に配置される超音波送受信器１２を設けられていて
、他方の隔壁（ＩＣ）の中心の方向に発信出来るように
なされており、この超音波送受信器は、発信を対応する
反響の受信から分離する時間を示す電気信号を発するよ
うになされた（双安定回路のような）電子装置１３又は
１３′　と組合されている。
問題にしたジヤツキの変形状態を各瞬間毎に検知可能の
測定装置によってジヤツキの変形状態自体が認識出来て
、このものは適正な周波数を有するパルス励起装置に組
合された水晶素子より成ることが出来、同し水晶素子に
よって行われるように企図されたこの例に於ては受信も
保証されるのである。発信をその反響の受信から分８１
（する時間は水晶素子１２と隔壁ＩＣとを１ｉＩ１１隅
する距離の２倍即ちジヤツキがその軸線に沿って変形す
る状！璋を示すのである。
同様に、１つの変形実施例では、送信器及び受信器を分
離して、一方の隔壁の中心に、他方の隔壁の中心の方向
に発信する１つの送信水晶素子を、前記他方の隔壁の中
心に１つの受信水晶素子を、又送信器による発信を受信
器による受信から分離する時間を示す電気信号を発する
ようになされた電子装置を、夫々の蛇管内に設けること
も可能である。
その他の点に於ては、２つのジヤツキ１及び２ば夫々導
管８及び９によって可変容量の容器３及び４に液圧作動
的に連結されている。これらの容器はフレームによって
支持されて流体導管８及び９が貫通している２つの固定
隅壁１４及び１５の間を同し軸線に沿って伸長する２つ
の蛇管３ａ及び４ａによって構成されている。
蛇管いる３ａ及び４ａは蛇管の軸線に沿って可動で動力
装置に連結されて前記軸線に沿って移動されるようにな
された中間隔壁１６によって分離されている。
この例に於ては、この中間隔壁１６は、蛇管の軸線に平
行なねし杆１８に係合して支持される雌ねじを有するス
リーブエフに固定されているつ附勢回路２０によって附
勢される電気的動力減速機Ｉ９がねし杆１８を一方向又
は他方向に回転させ得るようになっている。
夫々の対のジヤツキ（１、２）に組合された測定装置（
１２，１３）から発される２つの電気信号は処理ユニッ
ト５によって処理される。これらの２つの信号は夫々サ
ンプリング回路２１又は２２に供給され、このサンプリ
ング回路２１又は２２は一連のパルスを発生し、その際
最初の信号の持続時間に比例するパルスの数が考えられ
ているジヤツキの変形状態を示すようになされている。
これらのサンプリング回路２１及び２２から発されるパ
ルスば微分装置２３に送られ、この微分装置２３が前記
サンプリング回路２゛１及び２２から発された２つの信
号の間のパルス数の差を示す数値的差動信号を供給する
のである。
この数値的信号は２つのジヤツキ１及び２によって構成
された差動装置の状態を示す。
この数値的信号は数値コンピューターを含み、同様に信
号発生ユニソｌ−から発される数値的指令信号を受取る
ようになされた比較ユニット２４に送られるが、この発
生ユニットはジヤツキ１及び２に望まれる変形状態に対
応する数値的指令信号を供給するようになっている。
仕較ユニット２４ば数値的誤差信号をデジタル／アナロ
グ変換器に送り、変換の後で、信号が増幅され、附勢回
路２０に命令信号を発して動力カ友速機１９を附勢し、
動力減速機１９の回転が命令信号を零になす方向に行わ
れる。
上述された種々の機能は、適当なプログラミングによっ
て指令信号を発し、この指令信号及び測定信号の関数と
して容器３．４の対の組立体に組合されたモーター組立
体に命令するマイクロプロセッサ−によって保証出来る
ようになされているのである。
第２図は前記装置の変形実施例を概略的に示す。
この図面に於て、可変容量の容器及び処理ユニ。
トは前述の実施例のものと同様であるので示されていな
い。しかし撓み得るジヤツキ２６及び２７は、２９のよ
うな第二の剛性脚に対して２８のような第一の剛性脚を
枢動させるように対をなして設けられている。
このように対をなして設けられたジヤツキは前述と同様
に反対方向の変形を受けるように差動的ニ作動されるの
である。
これらのジヤツキは２つの剛性脚２Ｂ及び２９０間を実
質的に平行な２つの軸線に沿って伸長Ｌ７でいる。夫々
のジヤツキは２つの剛性隔壁２６ｂ及び２６ｃに固定さ
れた２６ａのような蛇管によって構成されている。隔壁
２６ｂは脚２８上に固定され、液圧作動導管がこれを貫
通している。隔壁２６ｃは脚２９に当接する回転球を支
持している。脚２８及び２９は更にこれらの脚の変形状
態を示す電気信号を与える前述のものと同様の形式の測
定装置を設けられている。
その他の点に於て、２つの脚２８及び２９は球接手３０
ａによって脚２９上に関節状に積重された支持柱３０に
よって連結されている。
ジヤツキ２６及び２７の変形状態は２つのジヤツキの平
面内に於ける脚２８に対する脚２９の（９斜角度を規定
する。
前述の組合された２つのジヤツキと同様の装置が直交す
る平面内に設けられ、この平面内の前記２つの脚の傾斜
を規定するようになっている。このようにして脚２９を
関節枢止部の廻りにジヤツキの運動経路の関数である振
幅で総ての方向に傾斜し得るよ・）になす。
上述のような多数の装置が系列をなして組合されて極め
て正確に空間内で移動を行う腕を形成することが出来る
のである。差動運動の指令装置のループは変位運動を、
与えられる負荷、使用される流体の圧縮性又は不具合な
変形とは無関係となすのである。
その他、総ての変位運動は流体の圧縮力によるジヤツキ
の作動によって行われ、甚だ高い効率を可能となすので
ある。
発明の効果 上述のように本発明の装置によれば、ジヤツキの総ての
変位が液圧作動圧縮力によって行われて液圧作動装置に
於けるキャビテーション現象の発生を防止する作用に対
する制限が排除され、液圧作動装置内に於ける撓み得る
種々の部材（連結管、蛇管）の不具合な変形により、又
は使用される流体の圧縮性によって悪影響を受けないで
正確な変位を可能となす装置が提供されるのである。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の第一の実施例を概略的に示す一部構成
図で示された断面図。 第２図は第１図の変形実施例を示す側面図。 ■、２　・・・・・・撓み得るジヤツキ１ａ、２ａ・・
・・・・蛇管 １ｂ、１ｃ、２ｂ、２ｃ・・剛性隔壁 ５・・・・・・・・電子処理ユニット ６・・・・・・・・中間隔壁 ７．１０・・・・・・脚 ８．９　・・・・・・流体導管 １１・・・・・・・・ガイド １２・・・・・・・・超音波送受信器即ち水晶素子 １３．１３゛　　・・・・・電子装置 １４．１５・・・・・・固定隔壁 １７・・・・・・・・雌ねじを有するスリーブ１８・・
・・・・・・ねし杆 １９・・・・・・・・電気動力減速機 ２０・・・・・・・・開勢回路 ２１．２２・・・・・・サンプリング回路２３・・・・
・・・・微分装置 ２４・・・・・・・・比較ユニット ２５・・・・・・・・デジタル／アナログ変換器２６．
２７・・・・・・撓み得るジヤツキ２６ａ　　・・・・
・・・蛇管 ２６ｂ　、　２６ｃ　　・・・・剛性隔壁２８．２９・
・・・・・剛性脚 ３０・・・・・・・・支持柱 ３０ａ　　・・・・・・・球接手 特許出願人サンドル・ナショナル・ド・う・ルシェルシ
ュ・シアンティフィク　（セ・エヌ・エル・ニス） 代理人　　弁理士　　渡　辺　　　辿　孝Ｆｉｇ、　１

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）支持機素上に固定されるようになされた支持脚と
    、 被支持機素上に固定され得るようになされた可動脚と、 前記支持脚と前記可動脚との間に配置された複数の撓み
    得るジャッキ（１、２）であって、前記支持脚に対して
    前記可動脚を、これらのジャッキの変形状態の関数であ
    る相対的位置に保持するようになす前記ジャッキ（１、
    ２）と、 夫々の前記撓み得るジャッキに組合され、連結されて、
    対応する撓み得るジャッキと共に閉じた流体循環路を形
    成する可変容量の容器（３、４）であって、前記容器の
    容量が前記撓み得るジャッキの変形状態を与えるように
    なっていて、前記撓み得るジャッキ（１）及び可変容量
    の容器（３）により形成される第一の組立体が前記撓み
    得るジャッキ（２）及び可変容量の容器（４）により形
    成される第二の組立体に組合されて差動装置を形成する
    ようになす前記可変容量の容器（３、４）と、 前記容器（３、４）の容量を定められた値に調節するよ
    うに変化させることが出来、前記組合された２つの容器
    （３、４）を同時に作動させて、その容量が互いに反対
    方向に変化して、前記組合された２つのジャッキ（１、
    ２）に反対方向の変形を受けさせるように配置されてい
    る動力装置（１９）と、 前記撓み得るジャッキに夫々組合され、前記撓み得るジ
    ャッキの変形状態を示す信号を供給するようになされた
    測定装置（１２、１３）と、を含んでいる前記支持機素
    に対する前記被支持機素の変位を与え得るように前記支
    持機素と前記被支持機素との間に配置された複数の自由
    度を有する可動連結装置に於て、 前記撓み得るジャッキ（１、２）に夫々組合された前記
    測定装置から発される信号を受取るように配置され、前
    記組合された対をなす撓み得るジャッキ（１、２）に対
    して、前記対をなす２つのジャッキの変形状態の差を示
    す信号を与える処理ユニット（２１、２２、２３）と、 前記対をなす撓み得るジャッキに対して望まれる変形状
    態に対応する指令信号を与えるようになされた指令信号
    発生ユニット（２５）と、 前記差動信号及び前記指令信号を受取るように配置され
    、前記２つの信号の間の差を示す誤差信号を与えるよう
    になされた比較ユニット（２４）と、 前記誤差信号を受取るように配置され、前記誤差信号を
    零になす方向に前記動力装置（１９）を駆動する前記動
    力装置（１９）の指令装置（２０、２５）と、 を有することを特徴とする可動連結装置。
  2. （２）前記組合された対をなす撓み得るジャッキ（１、
    ２）が夫々剛性の中間隔壁（６）の一方から他方に同軸
    に伸長する２つの蛇管（１ａ、２ａ）によって構成され
    、夫々の蛇管の前記中間隔壁とは反対の端部が流体導管
    （８、９）を貫通させている他の隔壁（１ｂ、２ｂ）に
    よって閉じられている特許請求の範囲第１項記載の装置
    。
  3. （３）前記組合された対をなす撓み得るジャッキ（２６
    、２７）が前記蛇管の両端に配置される２つの剛性隔壁
    （２６ｂ、２６ｃ）上に夫々固定された２つの蛇管（２
    ６ａ）によって構成され、前記ジャッキが前記２つの撓
    み得るジャッキ（２６、２７）の差動的な作動によって
    互いに枢動出来るように配置された２つの剛性脚（２８
    、２９）の間に伸長していることを特徴とする特許請求
    の範囲第１項記載の装置。
  4. （４）夫々の前記ジャッキを境界している２つの隔壁の
    中心が常に前記蛇管の軸線上に位置するように夫々の前
    記対をなす撓み得るジャッキが配置され、 前記測定装置が、前記蛇管の軸線上に前記２つの隔壁の
    一方に対して固定位置にて前記蛇管内に配置されて他方
    の隔壁の中心の方向に発信するようになす超音波送受信
    器（１２）と、発信に対応する反響の受信から発信を分
    離する時を示す電気信号を与える電子装置（１３、１３
    ′）とを含んでいる、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項の何
    れか１項に記載の装置。
  5. （５）夫々のジャッキを境界する前記２つの隔壁の中心
    が前記蛇管の軸線上に位置するように、前記対をなす撓
    み得るジャッキが配置され、前記測定装置が、電子装置
    、即ち夫々の蛇管内に前記２つの隔壁の一方の中心に配
    置されて他方の隔壁の中心の方向に発信するようになす
    超音波送信器と、前記他方の隔壁の中心に配置されて発
    信の受信時と発信時とを分離する時間を示す電気信号を
    与えるようになされた超音波受信器とを含んでいる、 ことを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項の何
    れか１項に記載の装置。
  6. （６）前記超音波の発信が、正しい周波数に対するパル
    ス励起装置に組合された水晶素子によって保証されてい
    て、受信が同じ水晶素子又は別の素子によって保証され
    ている特許請求の範囲第４項又は第５項の何れか１項に
    記載の装置。
  7. （７）夫々の前記組合されて対をなす容器（３、４）が
    前記流体導管（８、９）を貫通させている２つの隔壁の
    間を同じ軸線に沿って伸長する２つの蛇管（３ａ、４ａ
    ）によって構成され、前記蛇管が前記軸線に沿って可動
    で、前記軸線に沿って変位を生じさせるように前記動力
    装置（１９）に連結された中間隔壁（１６）によって分
    離されていることを特徴とする特許請求の範囲第１項、
    第２項、第３項、第４項、第５項又は第６項の何れか１
    項に記載の装置。
  8. （８）前記組合された対をなす夫々の容器の中間隔壁（
    １６）が前記蛇管の軸線に平行なねじ杆（１８）によっ
    て支持された雌ねじを有するスリーブ（１７）に固定さ
    れていて、減速動力装置（１９）が前記ねじ杆に組合さ
    れて一方向又は他方向に回転を与え得るようになされて
    いる特許請求の範囲第７項記載の装置。
  9. （９）前記処理ユニット（２１、２２、２３）がサンプ
    リング回路及び微分装置を含み、数値的微分信号を与え
    るようになされており、 前記信号発生ユニット（２５）が数値的指令信号を与え
    るようになされていて、 前記指令装置（２０、２５）がデジタル／アナログ変換
    器及び前記動力減速機（１９）によって構成された動力
    装置を附勢する附勢回路を含んでいる、 特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、第５
    項、第６項、第７項又は第８項の何れかに記載の装置。
JP60125280A 1984-06-13 1985-06-11 複数の自由度を有する連結装置 Pending JPS614689A (ja)

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EP (1) EP0165635B1 (ja)
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