JPS6260237B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は例えば産業用ロボツトなどに使用され
るフレキシブルアーム装置に関する。

従来の技術 産業用ロボツトに使用されているアームの多く
は、リンク機構を採用したものであつた。このリ
ンク機構によると、作業空間が狭くて且つ正面に
障害物がある場合には不適当であつた。この欠点
を解消するものとして、厚みが変化させられた多
数の円板を連結させて構成すると共に、この円板
を回転させることにより、任意の方向に曲げられ
るようにしたアーム（特開昭58―59785号公報）
及び多関節型アーム（特開昭59―129687号公報）
が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来のアームによると、任意の方
向に曲げることはできても、同時に伸縮させるこ
とができず、従つて複雑な工程の自動化を図る場
合に支障があつた。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明のフレキシブ
ルアーム装置は、第１平面内に120゜置きで放射
状に配置されると共にそれぞれ一端部同志が連結
された３本の棒状体と、各棒状体にその軸心方向
で摺動自在に保持された摺動体と、上記各棒状体
の他端部にそれぞれ一端部が軸支されて、第１平
面に垂直な第２平面内で揺動自在な第１及び第２
揺動リンクと、各第１揺動リンクとそれに対応す
る摺動体とを連結して第１揺動リンクを第１平面
によつて区切られる一方の空間内で案内する第１
連結リンクと、各第２揺動リンクとそれに対応す
る摺動体とを連結して第２揺動リンクを第１平面
によつて区切られる他方の空間内で案内する第２
連結リンクとから成る基本単位体を、それぞれ対
応する揺動リンクの他端部間に介装される球面軸
受を介して、複数個連結し、上記複数個の基本単
位体のうち端部に位置する基本単位体の各揺動リ
ンク遊端部と架台とをそれぞれ駆動用揺動リンク
を介して連結すると共に、各揺動リンクと各駆動
用揺動リンクとの連結部に球面軸受を介装し、且
つ上記各駆動用揺動リンクを別個に揺動させるシ
リンダー装置を設けたものである。上記構成にお
いて、シリンダー装置により、120゜置きに配置
された棒状体の一端部に設けられた第１及び第２
揺動リンクの各組を同一揺動角でもつて揺動させ
れば、フレキシブルアームは伸縮し、また第１及
び第２揺動リンクの各組を異なる揺動角でもつて
揺動させれば、フレキシブルアームは所定の方向
に曲がる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図に基
づき説明する。１はフレキシブルアーム装置で、
フレキシブルアーム２を構成する複数個（本実施
例では２個）の基本単位体３と、基本単位体３の
一端側に連結された第１端部単位体４と、基本単
位体３の他端側に連結された第２端部単位体５
と、この第２端部単位体５を介して上記フレキシ
ブルアーム２を任意の方向に曲げると共に伸縮さ
せる駆動装置６とから構成されている。以下、フ
レキシブルアーム２、第１端部単位体４、第２端
部単位体５、駆動装置６の順で説明する。第１図
〜第５図に示すように、上記フレキシブルアーム
２は複数個の基本単位体３によつて構成されてい
る。この基本単位体３は、第１平面（例えば第１
図においては水平面）内に120゜置きで放射状に
配置されると共にそれぞれ一端同志が円柱状連結
部材７を介して連結された３本の棒状体８と、こ
れら各棒状体８にその軸心方向で摺動自在に外嵌
保持された摺動体（例えばリニアベアリング）９
と、上記各棒状体８の他端部に、連結ピン（第１
平面内で且つ棒状体８と直交する軸心を有する）
１０を介して軸支されて第１平面に垂直な第２平
面（第１図においては鉛直面）内で揺動自在な第
１及び第２揺動リンク１１，１２と、各第１揺動
リンク１１の中間部とそれに対応する摺動体９と
を連結して第１揺動リンク１１を第１平面によつ
て区切られる一方の空間（第１図においては上方
空間）内でその揺動を案内する第１連結リンク１
４と、各第２揺動リンク１２の中間部とそれに対
応する摺動体９とを連結して第２揺動リンク１２
を第１平面によつて区切られる他方の空間（第１
図においては下方空間）内でその揺動を案内する
第２連結リンク１５とから構成されている。な
お、上記各棒状体８同志の長さ、各揺動リンク１
１，１２同志の長さ、及び各連結リンク１４，１
５同志の長さは、それぞれ等しくされており、ま
た各揺動リンク１１，１２及び各連結リンク１
４，１５は棒状体８の両側に交互に設けられると
共に、各連結リンク１４，１５の端部は、それぞ
れ上記連結ピン１０と平行な取付ピン１６により
相手方に接続されている。そして、フレキシブル
アーム２は、上記基本単位体３が２個連結された
もので、しかもその連結部には球面軸受１７が使
用されている。即ち、一方（例えば下方）の基本
単位体３Ａの第１揺動リンク１１の他端部（上端
部）には取付ピン（連結ピン１０と平行な軸心を
有するもの）１８を介して球面軸受１７が取付け
られると共に、他方（例えば上方）の基本単位体
３Ｂの第２揺動リンク１２の他端部（下端部）に
は、上記球面軸受１７を保持する保持箱１９が取
付けられている。次に、第１及び第２端部単位体
４，５について説明する。第１図に示すように、
第１端部単位体４は、上記フレキシブルアーム２
とロボツトの操作部（例えば手首部）とを連結す
るためのもので、基本単位体３と同様に放射状に
連結された３本の連結用棒状体２０と、同じく第
２揺動リンク１２と同様の連結用揺動リンク２１
とから構成されると共に、この連結用揺動リンク
２１とフレキシブルアーム２の上方の基本単位体
３Ｂの第１揺動リンク１１とがやはり上記と同じ
球面軸受１７を介して連結されている。また、第
６図に示すように、第２端部単位体５は、フレキ
シブルアーム２とその駆動装置６とを連結するも
ので、基本単位体３の第１揺動リンク１１と同様
の駆動用揺動リンク２２の一端部が基本単位体３
と同様の配置で架台２３上に支持ピン２４を介し
て支持されると共に、他端部が上記と同じ球面軸
受１７を介してフレキシブルアーム２の下方の基
本単位体３Ａの第２揺動リンク１２に連結されて
いる。次に、駆動装置について説明すると、上記
各駆動用揺動リンク２２に対応する位置の架台２
３下面には、それぞれシリンダー装置（例えば油
圧シリンダー）２５が取付けられ、またそれぞれ
のピストンロツド２５ａは各駆動用揺動リンク２
２の中間部に接続ピン２６を介して接続されてい
る。

従つて、架台２３下面に配置された３個のシリ
ンダー装置２５を同じストローク量でもつて作動
させて、例えば各駆動用揺動リンク２２を下方に
揺動させると、基本単位体３の第２揺動リンク１
２が追従し、棒状体８とこの第２揺動リンク１２
との成す角度（α）が小さくなると同時に、摺動
体９が内方に移動し、棒状体８と第１揺動リンク
１１との成す角度（β）も同様に小さくなる（勿
論、α＝βである。）。従つて、全体的に縮むこと
になる。また、３個のシリンダー装置２５のうち
例えば１個だけストローク量を大きくすると、そ
のシリンダー装置２５に接続されている駆動用揺
動リンク２２が他の駆動用揺動リンク２２より大
きく傾くため、この駆動用揺動リンク２２に連結
されている各揺動リンク１１，１２，２１も大き
く傾き、従つてフレキシブルアーム２は全体的に
伸縮すると共にその方向に曲がることになる。な
お、各単位体３，４，５同志の連結部に、球面軸
受１７が介在されているのでフレキシブルアーム
２が自由に傾くことができる。また、３個のシリ
ンダー装置２５のストローク量を適当に選ぶこと
によつて、フレキシブルアーム２の長さ及びその
曲げ方向を自由に調節することができる。なお、
第７図は、フレキシブルアーム２をある方向に曲
げた場合の概略斜視図である。

発明の効果 上記本発明の構成によれば、フレキシブルアー
ムを、120゜置きに配置された３本の棒状体と、
これら棒状体の各一端部に互いに反対方向に揺動
する第１及び第２揺動リンクとから成る基本単位
体を複数個連結して構成したので、シリンダー装
置により、第１及び第２揺動リンクの各組を同一
角度でもつて揺動させれば、各棒状体の間隔即ち
フレキシブルアームを伸縮させることができる。
また上記基本単位体同志の連結部に、球面軸受を
介在させたので、第１及び第２揺動リンクの各組
を異なる角度でもつて揺動させれば、各棒状体に
よつて構成される第１平面同志を互いに傾斜させ
ることができ、従つてフレキシブルアームを伸縮
と同時に任意の方向にも傾斜させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は全体概略構成図、第２図は棒状体連結部分の断
面図、第３図は第２図の―矢視図、第４図は
揺動リンク部の断面図、第５図は連結リンク部の
断面図、第６図は駆動装置の側面図、第７図は動
作を示す概略斜視図である。 １…フレキシブルアーム装置、２…フレキシブ
ルアーム、３，３Ａ，３Ｂ…基本単位体、５…第
２端部単位体、６…駆動装置、８…棒状体、９…
摺動体、１１…第１揺動リンク、１２…第２揺動
リンク、１４…第１連結リンク、１５…第２連結
リンク、１７…球面軸受、２１…連結用揺動リン
ク、２２…駆動用揺動リンク、２３…架台、２５
…シリンダー装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１平面内に120゜置きで放射状に配置され
   ると共にそれぞれ一端部同志が連結された３本の
   棒状体と、各棒状体にその軸心方向で摺動自在に
   保持された摺動体と、上記各棒状体の他端部にそ
   れぞれ一端部が軸支されて、第１平面に垂直な第
   ２平面内で揺動自在な第１及び第２揺動リンク
   と、各第１揺動リンクとそれに対応する摺動体と
   を連結して第１揺動リンクを第１平面によつて区
   切られる一方の空間内で案内する第１連結リンク
   と、各第２揺動リンクとそれに対応する摺動体と
   を連結して第２揺動リンクを第１平面によつて区
   切られる他方の空間内で案内する第２連結リンク
   とから成る基本単位体を、それぞれ対応する揺動
   リンクの他端部間に介装される球面軸受を介し
   て、複数個連結し、上記複数個の基本単位体のう
   ち端部に位置する基本単位体の各揺動リンク遊端
   部と架台とをそれぞれ駆動用揺動リンクを介して
   連結すると共に、各揺動リンクと各駆動用揺動リ
   ンクとの連結部に球面軸受を介装し、且つ上記各
   駆動用揺動リンクを別個に揺動させるシリンダー
   装置を設けたことを特徴とするフレキシブルアー
   ム装置。