WO2019138966A1 - Parallel link mechanism and link operation device - Google Patents
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- WO2019138966A1 WO2019138966A1 PCT/JP2019/000078 JP2019000078W WO2019138966A1 WO 2019138966 A1 WO2019138966 A1 WO 2019138966A1 JP 2019000078 W JP2019000078 W JP 2019000078W WO 2019138966 A1 WO2019138966 A1 WO 2019138966A1
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- F16H21/54—Gearings comprising primarily only links or levers, with or without slides with movements in three dimensions for conveying or interconverting oscillating or reciprocating motions
Definitions
- the present invention relates to a parallel link mechanism and a link actuating device used for a device requiring a high speed, high accuracy, and a wide operating range such as a medical device or an industrial device.
- Patent Document 1 proposes a link actuation device used for various working devices such as medical devices and industrial devices.
- the end link member on the proximal end side and the end link member on the distal end side have the same arm length for the purpose of sharing parts. You are using However, with this configuration, when the movable range of the parallel link mechanism is increased, in particular, when the maximum bending angle is increased, interference between components is likely to occur. In addition, when the size of the bearing provided in the rotation pair is increased in order to increase the rigidity of the parallel link mechanism, interference between components is likely to occur.
- An object of the present invention is to provide a parallel link mechanism having a wide degree of freedom in design and capable of easily changing the design for expanding the movable range, reducing the weight of the tip end, etc.
- the distal end link hub is changeably connected to the proximal end link hub via three or more sets of link mechanisms, and each link mechanism is the proximal end.
- the proximal end and distal end end link members one end of which is rotatably connected to the distal side link hub and the distal end side link hub, and the other end of the proximal and distal end link members And the central link members rotatably connected to each other.
- a rotation pair shaft of the end link member on the base end side and the central link member, a rotation pair center point of the end link member on the base end side and the link hub on the base end side Is defined as the proximal end side arm length, and further, a rotation pair shaft of the distal end side link member and the central link member, the distal end side link member and the distal side link
- the distance between the hub and the center of rotation is defined as the tip side arm length.
- the arm length on the proximal end side is the same
- the arm length on each distal end side is the same
- the arm length on the proximal end side and the arm length on the distal end side are It is different.
- the center of rotation of the end link member and the link hub is an end link along the rotation pair axis in the rotation of the end link member and the link hub. Point to the center point in the width direction of the member.
- the arm length on each proximal side is the same, and the arm length on each distal side is also the same. Therefore, even if the proximal end side arm length and the distal end side arm length are different, the parallel link mechanism can operate.
- the design freedom of the parallel link mechanism is improved. This facilitates the design change for expanding the movable range of the parallel link mechanism, reducing the weight of the tip end, and the like.
- the distal end side arm length may be shorter than the proximal end arm length.
- the components of the parallel link mechanism do not easily interfere with each other, and the movable range can be widened with a compact configuration.
- the tip end side can be reduced in weight, the moment of inertia on the tip end side is reduced, and high speed operation is possible.
- the end link member is a curved member curved at an arbitrary angle, and fixed to one end or both ends of the curved member, the central link member or the link hub And a rotary shaft supporting member for supporting a rotary shaft rotatably coupled to the rear end directly or through a bearing, wherein the curved member of the proximal end link member and the distal end end link
- the curved members of the member may be identical to one another. With this configuration, it is possible to realize commonality of parts by the end link member on the proximal end side and the end link member on the distal end side, and an inexpensive configuration can be achieved.
- the working body is attached to the distal end member such that at least a portion is positioned in the inner space surrounded by the proximal end link hub, the distal end link hub, and the three or more sets of link mechanisms.
- a cable connected to the working body may extend proximally through the interior space.
- the minimum distance Lb from the central axis of the proximal end link hub to the inner wall surface of the through hole is expressed by the following relational expression It is good to meet the conditions.
- Rmin Permissible minimum bending radius of cable
- LE Distance from the center of the spherical link on the tip side to the cable mounting position of the working body
- rc Radius of the cable
- D Distance between the centers of spherical links on the proximal and distal sides
- ⁇ max Parallel Maximum bending angle of link mechanism If determined as above, the bending radius of the cable can be kept larger than the minimum bending radius within the mechanical movable range, and the working body can be arranged in the inner space.
- the maximum bending angle of the parallel link mechanism is defined as follows. That is, for each of the proximal end and the distal end, the rotation couple shaft of the link hub and the end link member, and the point at which the rotation link shaft of the end link member and the center phosphorus member intersect is the “spherical link center” A straight line passing through the center of the spherical link and intersecting at right angles with the rotational pair of the link hub and the end link member is referred to as "central axis of link hub”. In this case, the maximum value of the angle formed by the central axis of the proximal end link hub and the central axis of the distal end link hub is referred to as "the maximum bending angle of the parallel link mechanism".
- the link operating device includes the parallel link mechanism, and in the two or more sets of the three or more sets of link mechanisms in the parallel link mechanism, the distal end side with respect to the proximal end link hub An attitude changing drive source is provided which arbitrarily changes the attitude of the link hub.
- attitude change drive source When the attitude change drive source is provided, attitude control of the parallel link mechanism is possible.
- attitude changing drive source By providing the attitude changing drive source in two or more link mechanisms among the three or more link mechanisms, it is possible to determine the attitude of the distal end link hub with respect to the proximal end link hub.
- FIG. 3A It is a partial view of FIG. 3A. It is the figure which expressed one link mechanism of the parallel link mechanism with a straight line. It is the horizontal view which showed the whole end link member of the proximal end of the parallel link mechanism concerning the 2nd Embodiment of this invention in the cross section. It is the horizontal view which showed the whole end link member of each proximal end of the parallel link mechanism concerning the 3rd Embodiment of this invention in the cross section. It is the horizontal view which showed the whole edge part link member of each front end side of the parallel link mechanism in the cross section. It is a front view of one state of the parallel link mechanism concerning a 4th embodiment of this invention.
- FIG. 9 is a view on arrow IX-IX in FIG.
- FIG. 8 showing the entire end link member on the proximal end side in cross section.
- FIG. 9 is a cross-sectional view of the end link members on the distal end side, taken along the line XX in FIG. 8; It is a front view of one state of the link operating device concerning a 5th embodiment of this invention.
- FIG. 12 is a view on arrow XII-XII in FIG. 11 showing the entire end link member on the proximal end side in cross section. It is the elements on larger scale of FIG. 12A.
- FIG. 13 is a view on arrow XIII-XIII of FIG. 11 showing the entire end link member on each tip side in cross section. It is a horizontal view which shows the different shape of the through-hole of a proximal end member. It is a perspective view which shows the state which attached the working body to the link actuation device shown in FIG. It is a front view showing a part of the link operating device.
- FIG. 1 is a front view of one state of a parallel link mechanism according to a first embodiment of the present invention.
- the distal end side link hub 3 is connected to the proximal end side link hub 2 via a plurality (for example, three sets) of link mechanisms 4 so as to be changeable in attitude.
- the number of link mechanisms 4 may be four or more.
- Each link mechanism 4 is composed of a proximal end link member 5, a distal end link member 6, and a central link member 7, and constitutes a four-bar linkage consisting of four rotational pairs. There is.
- One end of the proximal end side end link member 5 is rotatably connected to the proximal end side link hub 2.
- One end of the end link member 6 on the front end side is rotatably connected to the link hub 3 on the front end side.
- the other ends of the end link members 5 and 6 on the proximal end side and the distal end side are rotatably connected to both ends of the central link member 7 respectively.
- the parallel link mechanism 1 is a structure in which two spherical link mechanisms are combined.
- each pair of rotational axes O1A of the proximal end link hub 2 and the proximal end link member 5 and the proximal end link member 5 and the central link member 7 And each pair of rotation axes O2A intersect at the proximal spherical link center PA.
- the rotational joint shafts O1B of the distal end side link hub 3 and the distal end side link member 6 and the distal end side link member 6 and the central link member 7 The rotational pair axes O2B intersect at the tip end spherical link center PB.
- an angle ⁇ A ( ⁇ B) formed by each rotation even axis O2A (O2B) is 90 °.
- the angle ⁇ A ( ⁇ B) may be other than 90 ° (see FIG. 5).
- each rotation even axis O2A (O2B) of the end link member 5 (6) and the central link member 7 may have a crossing angle ⁇ (FIG. 1) or may be parallel.
- link length on the proximal side L1A The distance from the spherical link center PA on the proximal side to the rotation center point C1A between the end link member 5 on the proximal side and the central link member 7 (hereinafter referred to as “link length on the proximal side) L1A
- link length on the distal end side L1B The distance L1B from the spherical link center PB on the distal end side to each rotation even center point C1B between the end link member 6 on the distal end side and the central link member 7 (hereinafter referred to as “link length on the distal end side) L1B is the same is there.
- the distance from the spherical link center PA on the base end side to each rotation pair even center point C2A of the link hub 2 on the base end side and the end link member 5 on the base end side (hereinafter referred to as “arm length on the base end side L2A is the distance from the spherical link center PB on the tip side to each rotation even center point C2B of the link hub 3 on the tip side and the end link member 6 on the tip side (hereinafter, “arm length on the tip side” ) L2B is different.
- the arm length L2A on the proximal end side is longer than the arm length L2B on the distal end side.
- the rotation pair center points C1A, C1B, C2A, C2B indicate center points in the width direction of the end link members 5, 6 along the rotation pair axes O1A, O1B, O2A, O2B in each rotation pair.
- each link member 5, 6, 7 is represented by a straight line, that is, represented by each rotational couple and a straight line connecting these rotational pairs.
- the model is said to have a shape in which the proximal end portion and the distal end portion with respect to the central portion of the central link member 7 are symmetrical. Even if the arm lengths L2A and L2B (FIGS. 2A and 3A) are different on the proximal side and the distal side, if the link lengths L1A and L1B (FIGS. 2A and 3A) are the same on the proximal side and the distal side, Geometrically the same shape.
- FIG. 4 is a figure which expressed one set of link mechanism 4 with a straight line.
- the parallel link mechanism 1 of this embodiment is a rotationally symmetric type, and includes a proximal end portion including a proximal end link hub 2 and a proximal end link member 5, a distal end link hub 3 and a distal end end.
- the positional relationship with the tip end portion of the partial link member 6 is rotationally symmetrical with respect to the center line C of the central link member 7.
- the central portion of each central link member 7 is located on a common orbital circle.
- the link hub 3 on the distal end side with respect to the link hub 2 on the proximal end is a mechanism whose attitude can be changed in two degrees of freedom. This two-degree-of-freedom mechanism can widen the movable range of the distal end side link hub 3 with respect to the proximal end side link hub 2 while being compact.
- the central axis QA of the link hub 2 on the proximal side is used.
- the maximum value of the bending angle ⁇ between the central axis QA of the proximal link hub 2 and the central axis QB of the distal link hub 3 can be about ⁇ 90 °.
- the pivot angle ⁇ of the distal end side link hub 3 with respect to the proximal end side link hub 2 can be set in the range of 0 ° to 360 °.
- the bending angle ⁇ is a vertical angle at which the central axis QB of the distal end link hub 3 is inclined with respect to the central axis QA of the proximal end link hub 2.
- the pivot angle ⁇ is a horizontal angle at which the central axis QB of the distal end link hub 3 is inclined with respect to the central axis QA of the proximal end link hub 2.
- FIG. 1 shows a state of an origin position where the central axis QA of the proximal link hub 2 and the central axis QB of the distal link hub 3 are on the same line. Even if the attitude of the distal end side link hub 3 changes, the distances D (FIG. 4) between the proximal end and distal end spherical link centers PA and PB do not change.
- the parallel link mechanism 1 functions as a constant velocity universal joint in which the proximal end and the distal end have the same rotation angle and rotate at the same speed when the rotation is transmitted from the proximal end to the distal end.
- Condition 1 The angles ⁇ A and ⁇ B formed by the rotation pair even axes O1A and O1B and the rotation pair even axes O2A and O2B and the link lengths L1A and L1B are equal to one another in each link mechanism 4.
- Condition 2 The rotation pair even axes O1A, O1B and the rotation pair even axes O2A, O2B intersect at the spherical link centers PA, PB at the proximal end side and the distal end side.
- Condition 4 The geometrical shapes of the proximal end portion and the distal end portion of the central link member 7 are equal.
- Condition 5 With respect to the plane of symmetry of the central link member 7, the angular positional relationship between the central link member 7 and the end link members 5 and 6 is the same on the proximal end side and the distal end side.
- the link hub 2 on the proximal end side has a proximal end member 10 and three rotary shaft connecting members 11 provided integrally with the proximal end member 10. doing.
- the rotary shaft connecting members 11 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the spherical link center PA on the proximal end side.
- a rotary shaft 12 whose axial center coincides with the rotary paired shaft O1A is rotatably connected to each rotary shaft connecting member 11 via two bearings 13.
- One end of a proximal end side end link member 5 is connected to the rotary shaft 12.
- one end of the end link member 5 on the base end side with respect to the rotation shaft connection member 11 is rotatably connected around the rotation couple shaft O1A.
- the bearing 13 is, for example, a ball bearing such as a deep groove ball bearing or an angular ball bearing.
- Each bearing 13 is installed in a fitted state in the rotary shaft connecting member 11, and is fixed by a method such as press fitting, bonding, or caulking.
- the types and installation methods of the bearings 15, 43 and 45 provided in the other rotation pair are also the same.
- a rotation shaft 14 whose axis coincides with the rotation couple shaft O 2 A is rotatably connected via two bearings 15.
- the other end of the end link member 5 on the proximal end side is connected to the rotation shaft 14.
- one end of the central link member 7 is rotatably coupled to the other end of the proximal end side end link member 5 around the rotation couple shaft O2A.
- FIG. 2B shows one proximal end link member 5 and the periphery of both ends thereof.
- the end link member 5 on the base end side has one proximal end curved member 20A curved in an L-shape and the outer diameter side of one end of the proximal end curved member 20A.
- the rotary shaft support members 21A, 31A on the proximal end side are fixed to the bending member 20A by bolts, welding or the like.
- FIG. 2B means for positioning the rotary shaft supporting members 21A and 31A on the proximal end side with respect to the bending member 20A on the proximal end side is not shown, but for example, the bending member on the proximal end side using positioning pins etc.
- the rotary shaft support members 21A and 31A on the proximal side may be positioned with respect to 20A.
- the bending member 20A on the proximal end side is, for example, a cast product of a metal material, and has a shape curved at a predetermined angle ⁇ A (90 ° in this example).
- the rotary shaft support members 21A and 31A on the base end side are formed in a predetermined shape by processing a plate-like member such as a metal plate having a constant thickness by processing such as sheet metal processing.
- the rotary shaft support members 21A and 31A on the base end side are provided with through holes through which the rotary shafts 12 and 14 are inserted.
- the rotation pair of the link hub 2 on the proximal side and the end link member 5 on the proximal side has the following structure. That is, the rotary shaft connecting member 11 is disposed between the rotary shaft support members 21A on the two proximal ends of the end link member 5 on the proximal end side.
- the rotary shaft 12 is inserted through the through hole of the rotary shaft support member 21A on the base end side of the outer diameter side, the hole of the inner ring of the bearing 13 and the through hole of the rotary shaft support member 21A on the inner diameter side.
- a nut 23 is screwed to the screw portion 12a of the rotary shaft 12 projecting to the side.
- Spacers 24 and 25 are interposed between the rotary shaft support member 21A on the inner diameter side and the bearing 13, and between the rotary shaft support member 21 and the bearing 13 on the outer diameter side. There is. As described above, the rotary shaft support member 21A on the outer diameter side and the base end side on the inner diameter side, the inner ring of the bearing 13, and the spacers 24 and 25 are held by the head 12b of the rotary shaft 12 and the nut 23. . Thereby, in a state where preload is applied to the bearing 13, the rotary shaft connecting member 11 and one end of the end link member 5 on the base end side are connected.
- the rotation pair of the other end of the end link member 5 on the proximal end side and the central link member 7 has the following structure. That is, one end of the central link member 7 is disposed between the two rotary shaft support members 31A of the end link member 5 on the proximal end side.
- the rotary shaft 14 is inserted through the through hole of the rotary shaft support member 31A on the base end side of the outer diameter side, the hole of the inner ring of the bearing 15, and the through hole of the rotary shaft support member 31A on the inner diameter side
- a nut 33 is screwed on a threaded portion 14 a of the rotary shaft 14 which protrudes to the inner diameter side of the hole.
- Spacers 34 and 35 are interposed between the rotary shaft support member 31A and the bearing 15 on the proximal end side of the inner diameter side and between the rotary shaft support member 31A and the bearing 15 on the proximal end side of the outer diameter side, respectively. There is. Thus, the rotary shaft support member 31A on the outer diameter side and the base end side on the inner diameter side, the inner ring of the bearing 15, and the spacers 34, 35 are held between the head 14b of the rotary shaft 14 and the nut 33. . Thereby, the other end of the end link member 5 on the proximal end side and one end of the central link member 7 are connected in a state in which the preload is applied to the bearing 15.
- the link hub 3 on the distal end side has a distal end member 40 and three rotary shaft connecting members 41 integrally provided with the distal end member 40.
- the rotary shaft connection members 41 are arranged at equal intervals in the circumferential direction around the spherical link center PB on the tip side.
- a rotary shaft 42 whose axis is coincident with the rotation paired shaft O1B is rotatably connected to each rotary shaft connecting member 41 via two bearings 43.
- One end of an end link member 6 on the tip end side is connected to the rotation shaft 42.
- one end of the end link member 6 on the tip end side with respect to the rotation shaft connection member 41 is rotatably connected around the rotation couple shaft O1B.
- a rotation shaft 44 whose axis coincides with the rotation couple shaft O2B is rotatably connected via two bearings 45.
- the other end of the end link member 6 on the tip end side is connected to the rotation shaft 44.
- the other end of the central link member 7 is rotatably connected to the other end of the end link member 6 on the distal end side around the rotation couple shaft O2B.
- FIG. 3B One end side end link member 6 and its both-ends periphery part are shown to FIG. 3B.
- the end link member 6 on the distal end side has one L-shaped curved member 20B on the distal end side, an outer diameter side of one end of the curved member 20B on the distal end, and a side surface
- Two tip side rotation shaft support members 21B fixed to the side surface on the inside diameter side and two side surfaces fixed to the side surface on the outside diameter side and the side surface on the inside diameter side of the other end of the bending member 20B on the tip side
- a rotary shaft support member 31B on the tip side On the tip side.
- the rotary shaft support members 21B and 31B on the distal end side are fixed to the curved member 20B on the distal end side by bolts, welding or the like.
- the means for positioning the rotary shaft support members 21B and 31B on the distal end side with respect to the distal end side curved member 20B is not shown in FIG. 3B, for example, with respect to the distal end side curved member 20B using a positioning pin or the like.
- the rotary shaft support members 21B and 31B on the distal end side may be positioned.
- the bending member 20B on the distal end side is also a cast product of, for example, a metal material, similarly to the bending member 20A on the base end side, and has a curved shape at a predetermined angle ⁇ B (90 ° in this example).
- the length M2B from the curved portion of the distal end curved member 20B to the other end is the length from the curved portion of the proximal end curved member 20A It is formed shorter than the length M2A to the end.
- the lengths M1A and M1B from the bending portion to one end are the same for the bending member 20B on the distal end side and the bending member 20A on the base end side.
- the rotary shaft support members 21B and 31B on the distal end side perform processing such as sheet metal processing on a plate-like member having a constant thickness such as a metal plate, similarly to the rotary shaft support members 21A and 31A on the proximal end side. Is formed in a predetermined shape.
- Through-holes 22 and 32 through which the rotary shafts 42 and 44 are inserted are provided in the rotary shaft support members 21B and 31B on the distal end side.
- the rotational pair of the distal end side link hub 3 and the distal end side link member 6 has the same structure as the rotational pair of the proximal end link hub 2 and the proximal end end link member 5. Further, the rotation pair of the end link member 6 on the distal end side and the central link member 7 has the same structure as the rotation pair of the end link member 5 on the base end side and the central link member 7. Therefore, the description is omitted for each rotation pair even section on the distal end side, and the same reference numeral as the rotation pair even numbered on the base end side is shown in the drawing about the same structure as the base end side.
- the rotating shaft 42 has a threaded portion 42a and a large diameter portion 42b
- the rotating shaft 44 has a threaded portion 44a and a large diameter portion 44b.
- the proximal end side arm length L2A and the distal end side arm length L2B are different.
- the degree of freedom in design is improved, and design change for expanding the movable range, reducing the weight on the tip end, and the like is easy.
- the proximal end side arm length L2A and the distal end side arm length L2B are different, if the proximal end side and the distal end side are geometrically the same shape, the distal end with respect to the proximal end link hub 2
- a two-degree-of-freedom mechanism capable of changing the attitude of the side link hub 3 with two degrees of freedom is configured.
- the distal end side arm length L2B is shorter than the proximal end side arm length L2A, the components of the parallel link mechanism 1 are less likely to interfere with each other, and the movable range is wide with a compact configuration. It can be taken.
- the tip end side can be reduced in weight, the moment of inertia on the tip end side is reduced, and high speed operation is possible.
- the end link members 5 and 6 at the proximal end and the distal end include the bending members 20A and 20B at the proximal end and the distal end, and the rotary shaft support members 21A at the proximal end and the distal end, 21B, 31A, and 31B.
- each member can be formed into a simple shape, so processing costs can be suppressed and mass productivity can be improved.
- the proximal and distal end link members 5 and 6 and the central link member 7 are in rotational pairs, or the proximal and distal end link members 5 and 6 and the proximal end and
- the parts (bearings, spacers, etc.) constituting the rotational joint with the distal end side link hubs 2 and 3 can be inserted into the rotational shaft from one direction, and the assemblability is improved.
- FIG. 5 shows the rotational pair shafts O1A of the proximal end link hub 2 and the proximal end link member 5, and the rotational pair shafts of the proximal end link member 5 and the center link member 7.
- An example is shown in which the angle ⁇ A formed by O 2 A mutually is other than 90 °.
- illustration is omitted about the tip side, each rotation couple shaft of the tip side link hub and the tip side end link member, and each rotation pair of the tip side end link member and the center link member 7
- the angle ⁇ B (not shown) that the axes make with one another is also as large as the angle ⁇ A on the proximal side.
- the link hub on the distal end side with respect to the link hub 2 on the proximal end is A two-degree-of-freedom mechanism capable of attitude change with two degrees of freedom is configured.
- FIG. 6 and 7 show parallel link mechanisms in which the configurations of the end link members 5 and 6 on the proximal and distal sides are different from those of the first embodiment described above.
- the overall configuration of this parallel link mechanism is the same as that of the first embodiment, so the drawing and description of the overall configuration will be omitted.
- the proximal curved member 20A used for the proximal end end link member 5 and the distal curved member 20B used for the distal end link member 6 have the same specifications. is there.
- end links on the proximal and distal sides The arm lengths L2A and L2B of the members 5 and 6 are respectively set to predetermined lengths.
- FIG. 8 is a front view of one state of a parallel link mechanism according to a fourth embodiment of the present invention.
- the arm length L ⁇ b> 2 ⁇ / b> B on the distal end side is longer than the arm length L ⁇ b> 2 ⁇ / b> A on the proximal end, contrary to the first embodiment.
- the link lengths L1A and L1B at the proximal end and the distal end are the same.
- the distal end member 40 can be provided with a large through hole 40a. Thereby, a large working body (not shown) can be inserted from the through hole 40 a and arranged in the internal space 8 of the parallel link mechanism 1.
- the internal space 8 is a space surrounded by the link hubs 2 and 3 on the proximal end side and the distal end side and each link mechanism 4.
- each link mechanism 4 of the parallel link mechanism 1 is provided with an attitude changing drive source 51 for arbitrarily changing the attitude of the distal end side link hub 3 with respect to the proximal end side link hub 2.
- the attitude changing drive source 51 is provided for all three link mechanisms 4, but if at least two sets of attitude control drive sources 51 are provided among the three link mechanisms 4, the base end The attitude of the distal end side link hub 3 with respect to the side link hub 2 can be determined.
- Each attitude control drive source 51 is a rotary actuator provided with a reduction mechanism 52, and is installed coaxially with the rotation shaft 12 on the upper surface of the base end member 10 of the link hub 2 on the base end side.
- the attitude control drive source 51 and the reduction mechanism 52 are integrally provided, and the reduction mechanism 52 is fixed to the base end member 10 by the drive source fixing member 53.
- the rotational output decelerated by the reduction mechanism 52 is output to the output shaft 54 which includes the large diameter base 54 a and the small diameter tip 54 b.
- the tip 54 b of the output shaft 54 corresponds to the rotation shaft 12 in the parallel link mechanism 1.
- the distal end surface of the base 54a of the output shaft 54 is in contact with the rotary shaft support member 21A on the outer diameter side of the end link member 5 on the proximal end side, and the base 54a is coupled to the rotary shaft support member 21A by the bolt 55 There is.
- the parallel link mechanism 1 operates by rotationally driving each attitude control drive source 51. Specifically, when the attitude control drive source 51 is rotationally driven, the rotation is decelerated via the reduction mechanism 52 and transmitted to the rotating shaft 12. Thereby, the angle of the end link member 5 on the proximal side with respect to the link hub 2 on the proximal side is changed, and the posture of the link hub 3 on the distal side with respect to the link hub 2 on the proximal side is changed.
- the working body end effector
- a through hole 10a for passing a cable such as an electrical wiring connected to a working body attached to the link hub 3 on the distal end side is provided in the central portion of the proximal end member 10 of the link hub 2 on the proximal end side. It is done. Further, as shown in FIG. 13, a through hole 40 a for fitting and attaching a working body is provided at the center of the tip end member 40 of the link hub 3 on the tip end side.
- the through holes 10a and 40a are substantially square centered on the central axes QA and QB of the link hubs 2 and 3 on the proximal end side and the distal end side, respectively.
- the through holes 10a and 40a may have other shapes.
- FIG. 15 shows a state in which the working body 60 is attached to the link hub 3 on the tip side of the link actuation device 50.
- the working body 60 is fitted in and attached to the through hole 40 a (see FIG. 12A) of the tip member 40, and most of the working body 60 is disposed in the internal space 8 of the parallel link mechanism 1.
- a cable 61 connected to the working body 60 extends to the outside of the link actuation device 50 through the internal space 8 and the through hole 10 a of the proximal member 10.
- the minimum distance Lb from the central axis QA of the link hub 2 on the proximal end to the inner wall surface of the through hole 10a is appropriately set so that the cable 61 does not contact the inner wall surface of the through hole 10a of the proximal member 10 Determined in
- the minimum distance Lb is the radius of the inscribed circle of the through hole 10a even when the through hole 10a is square as shown in FIG. 12A and when the through hole 10a has a shape other than square as shown in FIG.
- the minimum distance Lb from the central axis QA of the link hub 2 on the proximal end side to the inner wall surface of the through hole 10a satisfies the condition of the following relational expression
- the shape of the through hole 10a may be designed.
- Rmin Permissible minimum bending radius of the cable 61
- LE Distance from the spherical link center PB on the tip side to the cable mounting position of the working body 60
- rc Radius of the cable 61
- D Spherical link centers PA on the proximal and distal sides
- Distance between PB ⁇ max Maximum bending angle of parallel link mechanism 1
- the horizontal distance from the spherical link center PB on the distal end side to the inner wall surface of the through hole 10a of the proximal member 10 is the cable 61 of the working body 60 from the spherical link center PB on the distal end side. If it is larger than the horizontal distance to the end face, the cable 61 can be taken out from the through hole 10a through the internal space 8 (FIG. 15) of the parallel link mechanism 1 while keeping the bending radius of the cable 61 within the allowable value.
- the horizontal distance from the distal end side spherical link center PB to the inner wall surface of the through hole 10a of the proximal member 10 is Lb + Lpsin ⁇ max, ie, Can be represented by Further, the horizontal distance from the spherical link center PB on the tip side to the end face of the cable 61 of the working body 60 can be expressed by LE ⁇ sin ⁇ max + Rmin (1 ⁇ cos ⁇ max) + rc.
- the cable 61 does not contact the inner wall surface of the through hole 10 a of the proximal member 10 within the operation range of the parallel link mechanism 1 as having the shape of the through hole 10 a satisfying Expression 1.
- the distance LE from the spherical link center PB on the tip side to the cable attachment position of the working body 60 can be increased within the range satisfying the equation (1). That is, the working body 60 can be attached to the distal end side link hub 3 so that a large portion of the working body 60 is located in the internal space 8.
Landscapes
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Abstract
Description
この出願は、2018年1月9日出願の特願2018-001122の優先権を主張するものであり、その全体を参照により本願の一部をなすものとして引用する。 This application claims the priority of Japanese Patent Application No. 2018-001122 filed on Jan. 9, 2018, which is incorporated by reference in its entirety as part of the present application.
この発明は、医療機器や産業機器等の高速、高精度で、広範な作動範囲を必要とする機器に用いられるパラレルリンク機構およびリンク作動装置に関する。 The present invention relates to a parallel link mechanism and a link actuating device used for a device requiring a high speed, high accuracy, and a wide operating range such as a medical device or an industrial device.
医療機器や産業機器等の各種作業装置に用いられるリンク作動装置が、特許文献1に提案されている。
特許文献1のリンク作動装置に用いられるパラレルリンク機構では、部品の共通化を図ることを目的に、基端側の端部リンク部材および先端側の端部リンク部材に、それぞれアーム長が同じものを使用している。しかしながら、この構成であると、パラレルリンク機構の可動範囲を広くした場合、特に最大折れ角を大きくした場合に、構成部品間の干渉が起きやすい。また、パラレルリンク機構の剛性を高めるために、回転対偶部に設けられている軸受をサイズアップした場合にも、構成部品間の干渉が起きやすい。
In the parallel link mechanism used in the link actuating device of
このような構成部品間の干渉を避けるためには、パラレルリンク機構を全体的にサイズアップする必要がある。しかしながら、パラレルリンク機構を大きくすると、先端側の重量増加に伴う固有振動数の低下により高速動作ができなくなったり、限られた空間に配置できなくなったりするという課題が生じる。 In order to avoid such interference between components, it is necessary to upsize the parallel link mechanism as a whole. However, when the parallel link mechanism is enlarged, a problem arises that high-speed operation can not be performed or the device can not be disposed in a limited space due to a decrease in natural frequency due to an increase in weight on the tip side.
この発明の目的は、設計自由度が広く、可動範囲の拡大や先端側の軽量化等を行うための設計変更が容易なパラレルリンク機構およびこれを備えたリンク作動装置を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a parallel link mechanism having a wide degree of freedom in design and capable of easily changing the design for expanding the movable range, reducing the weight of the tip end, etc.
この発明のパラレルリンク機構は、基端側のリンクハブに対し先端側のリンクハブが、3組以上のリンク機構を介して姿勢を変更可能に連結され、前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側のリンクハブおよび前記先端側のリンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材とを備える。 In the parallel link mechanism according to the present invention, the distal end link hub is changeably connected to the proximal end link hub via three or more sets of link mechanisms, and each link mechanism is the proximal end. The proximal end and distal end end link members, one end of which is rotatably connected to the distal side link hub and the distal end side link hub, and the other end of the proximal and distal end link members And the central link members rotatably connected to each other.
このパラレルリンク機構において、前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材との回転対偶軸と、前記基端側の端部リンク部材と前記基端側のリンクハブとの回転対偶中心点との距離を基端側のアーム長と定義し、さらに、前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材との回転対偶軸と、前記先端側の端部リンク部材と前記先端側のリンクハブとの回転対偶中心点との距離を先端側のアーム長と定義する。 In this parallel link mechanism, a rotation pair shaft of the end link member on the base end side and the central link member, a rotation pair center point of the end link member on the base end side and the link hub on the base end side Is defined as the proximal end side arm length, and further, a rotation pair shaft of the distal end side link member and the central link member, the distal end side link member and the distal side link The distance between the hub and the center of rotation is defined as the tip side arm length.
この場合、前記3組以上のリンク機構のすべてにおいて、各基端側のアーム長は同じで、各先端側のアーム長も同じであり、かつ基端側のアーム長と先端側のアーム長が異なっている。ここで、基端側と先端側のそれぞれにおいて、前記端部リンク部材と前記リンクハブとの回転対偶中心点は、端部リンク部材とリンクハブとの回転対偶における回転対偶軸に沿う端部リンク部材の幅方向の中心点を指す。 In this case, in all of the three or more sets of link mechanisms, the arm length on the proximal end side is the same, the arm length on each distal end side is the same, and the arm length on the proximal end side and the arm length on the distal end side are It is different. Here, at each of the proximal end and the distal end, the center of rotation of the end link member and the link hub is an end link along the rotation pair axis in the rotation of the end link member and the link hub. Point to the center point in the width direction of the member.
この構成によると、3組以上のリンク機構のすべてにおいて、各基端側のアーム長が同じで、各先端側のアーム長も同じである。そのため、基端側のアーム長と先端側のアーム長が異なっていても、パラレルリンク機構が動作することが可能である。基端側のアーム長と先端側のアーム長とを互いに異ならせることで、パラレルリンク機構の設計自由度が向上する。これにより、パラレルリンク機構の可動範囲の拡大、先端側の軽量化等を行うための設計変更が容易になる。 According to this configuration, in all of the three or more sets of link mechanisms, the arm length on each proximal side is the same, and the arm length on each distal side is also the same. Therefore, even if the proximal end side arm length and the distal end side arm length are different, the parallel link mechanism can operate. By making the proximal end arm length and the distal end arm length different from each other, the design freedom of the parallel link mechanism is improved. This facilitates the design change for expanding the movable range of the parallel link mechanism, reducing the weight of the tip end, and the like.
この発明において、前記先端側のアーム長の方が前記基端側のアーム長より短くてもよい。この場合、パラレルリンク機構の構成部品同士が干渉しにくくなり、コンパクトな構成で可動範囲を広くとれる。また、先端側を軽量化できるので、先端側の慣性モーメントが小さくなり、高速動作が可能になる。 In the present invention, the distal end side arm length may be shorter than the proximal end arm length. In this case, the components of the parallel link mechanism do not easily interfere with each other, and the movable range can be widened with a compact configuration. In addition, since the tip end side can be reduced in weight, the moment of inertia on the tip end side is reduced, and high speed operation is possible.
この発明において、基端側と先端側のそれぞれにおいて、前記端部リンク部材は、任意の角度に湾曲した湾曲部材と、この湾曲部材の一端または両端に固定され、前記中央リンク部材または前記リンクハブに直接または軸受を介して回転可能に連結された回転軸を支持する回転軸支持部材とを有しており、前記基端側の端部リンク部材の前記湾曲部材および前記先端側の端部リンク部材の前記湾曲部材が互いに同一仕様であってもよい。この構成であると、基端側の端部リンク部材と先端側の端部リンク部材とで部品の共通化を実現でき、安価な構成とすることができる。 In the present invention, at each of the proximal end and the distal end, the end link member is a curved member curved at an arbitrary angle, and fixed to one end or both ends of the curved member, the central link member or the link hub And a rotary shaft supporting member for supporting a rotary shaft rotatably coupled to the rear end directly or through a bearing, wherein the curved member of the proximal end link member and the distal end end link The curved members of the member may be identical to one another. With this configuration, it is possible to realize commonality of parts by the end link member on the proximal end side and the end link member on the distal end side, and an inexpensive configuration can be achieved.
この発明において、前記基端側のリンクハブ、前記先端側のリンクハブ、および前記3組以上のリンク機構で囲まれた内部空間に少なくとも一部分が位置するように作業体が前記先端部材に取り付けられ、前記作業体に接続されたケーブルが前記内部空間を通って基端側へ延びていてもよい。この構成であると、内部空間の基端側部分を広くとれるので、ケーブルがパラレルリンク機構の各構成部品と干渉しにくく、ケーブルの取り回しが容易になる。また、作業体が内部空間に配置されることで、作業体が先端側のリンクハブよりも先端側に配置される場合と比べて、作業体の慣性モーメントが小さくなり、高速動作が可能になる。 In the present invention, the working body is attached to the distal end member such that at least a portion is positioned in the inner space surrounded by the proximal end link hub, the distal end link hub, and the three or more sets of link mechanisms. A cable connected to the working body may extend proximally through the interior space. With this configuration, the proximal end side portion of the internal space can be widened, so that the cable does not easily interfere with each component of the parallel link mechanism, and cable routing becomes easy. In addition, since the working body is disposed in the internal space, the inertia moment of the working body is smaller than in the case where the working body is disposed closer to the tip side than the link hub on the tip side, and high speed operation is possible. .
前記基端側のリンクハブが、前記ケーブルが挿通される貫通孔を有する場合、前記基端側のリンクハブの中心軸から前記貫通孔の内壁面までの最小距離Lbが、以下の関係式の条件を満たしているとよい。
Rmin:ケーブルの許容最小屈曲半径
LE:先端側の球面リンク中心から作業体のケーブル取付位置までの距離
rc:ケーブルの半径
D:基端側および先端側の各球面リンク中心間の距離
θmax:パラレルリンク機構の最大折れ角
上記のように定めると、機構上の可動範囲内において、ケーブルの屈曲半径を最小屈曲半径よりも大きく保つことができ、また作業体を内部空間に配置することができる。
When the proximal end link hub has a through hole through which the cable is inserted, the minimum distance Lb from the central axis of the proximal end link hub to the inner wall surface of the through hole is expressed by the following relational expression It is good to meet the conditions.
Rmin: Permissible minimum bending radius of cable LE: Distance from the center of the spherical link on the tip side to the cable mounting position of the working body rc: Radius of the cable D: Distance between the centers of spherical links on the proximal and distal sides θmax: Parallel Maximum bending angle of link mechanism If determined as above, the bending radius of the cable can be kept larger than the minimum bending radius within the mechanical movable range, and the working body can be arranged in the inner space.
ここで、前記パラレルリンク機構の最大折れ角は、つぎのように定義される。すなわち、基端側および先端側のそれぞれにつき、リンクハブと端部リンク部材との回転対偶軸、および、端部リンク部材と中央リン部材との回転対偶軸が交差する点を「球面リンク中心」と称する、また、この球面リンク中心を通り前記リンクハブと端部リンク部材との回転対偶軸と直角に交わる直線を「リンクハブの中心軸」と称する。この場合、基端側のリンクハブの中心軸と先端側のリンクハブの中心軸とが成す角度の最大値のことを「パラレルリンク機構の最大折れ角」という。 Here, the maximum bending angle of the parallel link mechanism is defined as follows. That is, for each of the proximal end and the distal end, the rotation couple shaft of the link hub and the end link member, and the point at which the rotation link shaft of the end link member and the center phosphorus member intersect is the “spherical link center” A straight line passing through the center of the spherical link and intersecting at right angles with the rotational pair of the link hub and the end link member is referred to as "central axis of link hub". In this case, the maximum value of the angle formed by the central axis of the proximal end link hub and the central axis of the distal end link hub is referred to as "the maximum bending angle of the parallel link mechanism".
この発明のリンク作動装置は、前記パラレルリンク機構を備え、このパラレルリンク機構における前記3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢変更用駆動源が設けられている。 The link operating device according to the present invention includes the parallel link mechanism, and in the two or more sets of the three or more sets of link mechanisms in the parallel link mechanism, the distal end side with respect to the proximal end link hub An attitude changing drive source is provided which arbitrarily changes the attitude of the link hub.
姿勢変更用駆動源が設けられていると、パラレルリンク機構の姿勢制御が可能になる。3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に姿勢変更用駆動源を設けることで、基端側のリンクハブに対する先端側のリンクハブの姿勢を確定することができる。 When the attitude change drive source is provided, attitude control of the parallel link mechanism is possible. By providing the attitude changing drive source in two or more link mechanisms among the three or more link mechanisms, it is possible to determine the attitude of the distal end link hub with respect to the proximal end link hub.
請求の範囲および/または明細書および/または図面に開示された少なくとも2つの構成のどのような組合せも、この発明に含まれる。特に、請求の範囲の各請求項の2つ以上のどのような組合せも、この発明に含まれる。 Any combination of the at least two configurations disclosed in the claims and / or the description and / or the drawings is included in the invention. In particular, any combination of two or more of the claims is included in the invention.
本発明は、添付の図面を参考にした以下の好適な実施形態の説明からより明瞭に理解されるであろう。しかしながら、実施形態および図面は単なる図示および説明のためのものであり、本発明の範囲を定めるために利用されるべきものではない。本発明の範囲は添付の請求の範囲によって定まる。添付図面において、複数の図面における同一の部品番号は、同一または相当部分を示す。
この発明の実施形態を図面と共に説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[パラレルリンク機構の第1の実施形態]
図1は、この発明の第1の実施形態にかかるパラレルリンク機構の一状態の正面図である。このパラレルリンク機構1は、基端側のリンクハブ2に対し先端側のリンクハブ3が、複数組(例えば3組)のリンク機構4を介して姿勢変更可能に連結されている。リンク機構4の数は、4組以上であってもよい。
First Embodiment of Parallel Link Mechanism
FIG. 1 is a front view of one state of a parallel link mechanism according to a first embodiment of the present invention. In the
各リンク機構4は、基端側の端部リンク部材5、先端側の端部リンク部材6、および中央リンク部材7で構成され、4つの回転対偶からなる4節連鎖のリンク機構を構成している。基端側の端部リンク部材5の一端が基端側のリンクハブ2に回転自在に連結されている。先端側の端部リンク部材6の一端が先端側のリンクハブ3に回転自在に連結されている。基端側および先端側の端部リンク部材5,6の他端は、中央リンク部材7の両端にそれぞれ回転自在に連結されている。
Each
パラレルリンク機構1は、2つの球面リンク機構を組み合わせた構造である。つまり、図2Aに示すように、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との各回転対偶軸O1A、および基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7との各回転対偶軸O2Aが、基端側の球面リンク中心PAで交差している。同様に、図3Aに示すように、先端側のリンクハブ3と先端側の端部リンク部材6との各回転対偶軸O1B、および先端側の端部リンク部材6と中央リンク部材7との各回転対偶軸O2Bが、先端側の球面リンク中心PBで交差している。
The
図2A(図3A)の例では、リンクハブ2(3)と端部リンク部材5(6)との各回転対偶軸O1A(O1B)、および端部リンク部材5(6)と中央リンク部材7との各回転対偶軸O2A(O2B)がなす角度αA(αB)が90°である。ただし、前記角度αA(αB)は90°以外であってもよい(図5参照)。また、端部リンク部材5(6)と中央リンク部材7との各回転対偶軸O2A(O2B)は、ある交差角γ(図1)を持っていてもよいし、平行であってもよい。
In the example shown in FIG. 2A (FIG. 3A), each rotation couple shaft O1A (O1B) of the link hub 2 (3) and the end link member 5 (6), and the end link member 5 (6) and the
基端側の球面リンク中心PAから基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7との各回転対偶中心点C1Aまでの距離(以下、「基端側のリンク長」とする)L1Aと、先端側の球面リンク中心PBから先端側の端部リンク部材6と中央リンク部材7との各回転対偶中心点C1Bまでの距離(以下、「先端側のリンク長」とする)L1Bは同じである。
The distance from the spherical link center PA on the proximal side to the rotation center point C1A between the
これに対し、基端側の球面リンク中心PAから基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との各回転対偶中心点C2Aまで距離(以下、「基端側のアーム長」とする)L2Aは、先端側の球面リンク中心PBから先端側のリンクハブ3と先端側の端部リンク部材6との各回転対偶中心点C2Bまで距離(以下、「先端側のアーム長」とする)L2Bは異なっている。この実施形態の場合、基端側のアーム長L2Aの方が、先端側のアーム長L2Bよりも長い。ここで、回転対偶中心点C1A,C1B,C2A,C2Bは、各回転対偶における回転対偶軸O1A,O1B,O2A,O2Bに沿う端部リンク部材5,6の幅方向の中心点を指す。
On the other hand, the distance from the spherical link center PA on the base end side to each rotation pair even center point C2A of the
3組のリンク機構4は、パラレルリンク機構1がどのような姿勢であっても、基端側と先端側とが幾何学的に同一形状を成す。幾何学的に同一形状とは、図4に示すように、各リンク部材5,6,7を直線で表現した幾何学モデル、すなわち各回転対偶と、これら回転対偶間を結ぶ直線とで表現したモデルが、中央リンク部材7の中央部に対する基端側部分と先端側部分が対称を成す形状であることをいう。アーム長L2A,L2B(図2A、図3A)が基端側と先端側で異なっていても、リンク長L1A,L1B(図2A、図3A)が基端側と先端側で同じであれば、幾何学的に同一形状である。なお、図4は一組のリンク機構4を直線で表現した図である。
In the three sets of
この実施形態のパラレルリンク機構1は回転対称タイプで、基端側のリンクハブ2および基端側の端部リンク部材5からなる基端側部分と、先端側のリンクハブ3および先端側の端部リンク部材6からなる先端側部分との位置関係が、中央リンク部材7の中心線Cに対して回転対称となる位置構成になっている。各中央リンク部材7の中央部は、共通の軌道円上に位置している。
The
基端側のリンクハブ2と先端側のリンクハブ3と3組のリンク機構4とで、基端側のリンクハブ2に対し先端側のリンクハブ3が直交2軸回りに回転自在な2自由度機構が構成されている。言い換えると、基端側のリンクハブ2に対して先端側のリンクハブ3を、回転が2自由度で姿勢変更自在な機構である。この2自由度機構は、コンパクトでありながら、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の可動範囲を広くとれる。
With the
例えば、基端側の球面リンク中心PAを通り、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との各回転対偶軸O1A(図2A、図3A)と直角に交わる直線を基端側のリンクハブ2の中心軸QAとする。同様に、先端側の球面リンク中心PBを通り、先端側のリンクハブ3と先端側の端部リンク部材6との各回転対偶軸O1B(図2A、図3A)と直角に交わる直線を先端側のリンクハブ3の中心軸QBとする。
For example, a straight line that passes through the spherical link center PA on the proximal side and intersects at right angles with the rotation couple axes O1A (FIGS. 2A and 3A) of the
この場合、基端側のリンクハブ2の中心軸QAと先端側のリンクハブ3の中心軸QBとの折れ角θの最大値を約±90°とすることができる。また、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の旋回角φを0°~360°の範囲に設定できる。折れ角θは、基端側のリンクハブ2の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ3の中心軸QBが傾斜した垂直角度のことである。旋回角φは、基端側のリンクハブ2の中心軸QAに対して先端側のリンクハブ3の中心軸QBが傾斜した水平角度のことである。
In this case, the maximum value of the bending angle θ between the central axis QA of the
基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢変更は、基端側のリンクハブ2の中心軸QAと先端側のリンクハブ3の中心軸QBとの交点Oを回転中心として行われる。図1は、基端側のリンクハブ2の中心軸QAと先端側のリンクハブ3の中心軸QBが同一線上にある原点位置の状態を示す。先端側のリンクハブ3の姿勢が変化しても、基端側および先端側の各球面リンク中心PA,PB間の距離D(図4)は変化しない。
The posture change of the distal end
各リンク機構4が以下の条件1~5を満たす場合、幾何学的対称性から基端側のリンクハブ2および基端側の端部リンク部材5からなる基端側部分と、先端側のリンクハブ3および先端側の端部リンク部材6からなる先端側部分とは同じに動く。よって、パラレルリンク機構1は、基端側から先端側へ回転伝達を行う場合、基端側と先端側は同じ回転角になって等速で回転する等速自在継手として機能する。
When each
条件1:回転対偶軸O1A,O1Bと回転対偶軸O2A,O2Bとがなす角度αA,αB、およびリンク長L1A,L1Bが、各リンク機構4で互いに等しい。
条件2:回転対偶軸O1A,O1Bおよび回転対偶軸O2A,O2Bが、基端側および先端側において球面リンク中心PA,PBで交差する。
条件3:基端側の端部リンク部材5と先端側の端部リンク部材6の幾何学的形状が等しい(L1A=L1B)。
条件4:中央リンク部材7における基端側部分と先端側部分の幾何学的形状が等しい。
条件5:中央リンク部材7の対称面に対して、中央リンク部材7と端部リンク部材5,6との角度位置関係が基端側と先端側とで同じである。
Condition 1: The angles αA and αB formed by the rotation pair even axes O1A and O1B and the rotation pair even axes O2A and O2B and the link lengths L1A and L1B are equal to one another in each
Condition 2: The rotation pair even axes O1A, O1B and the rotation pair even axes O2A, O2B intersect at the spherical link centers PA, PB at the proximal end side and the distal end side.
Condition 3: The geometrical shapes of the proximal end
Condition 4: The geometrical shapes of the proximal end portion and the distal end portion of the
Condition 5: With respect to the plane of symmetry of the
パラレルリンク機構1の各部について詳しく説明する。図1、図2A、図2Bに示すように、基端側のリンクハブ2は、基端部材10と、この基端部材10と一体に設けられた3個の回転軸連結部材11とを有している。各回転軸連結部材11は、基端側の球面リンク中心PAの周囲に円周方向に等間隔で配置されている。各回転軸連結部材11には、軸心が回転対偶軸O1Aと一致する回転軸12が、2個の軸受13を介して回転自在に連結されている。この回転軸12に、基端側の端部リンク部材5の一端が連結されている。これにより、回転軸連結部材11に対して基端側の端部リンク部材5の一端が、回転対偶軸O1Aの回りに回転自在に連結されている。
Each part of the
軸受13は、例えば深溝玉軸受、アンギュラ玉軸受等の玉軸受である。各軸受13は、回転軸連結部材11に嵌合状態で設置され、圧入、接着、加締め等の方法で固定されている。他の回転対偶部に設けられる軸受15,43,45の種類および設置方法も同様である。
The
中央リンク部材7の一端に、軸心が回転対偶軸O2Aと一致する回転軸14が、2個の軸受15を介して回転自在に連結されている。この回転軸14に、基端側の端部リンク部材5の他端が連結されている。これにより、基端側の端部リンク部材5の他端に対して中央リンク部材7の一端が、回転対偶軸O2Aの回りに回転自在に連結されている。
At one end of the
図2Bに、1つの基端側の端部リンク部材5およびその両端周辺部を示す。同図に示すように、基端側の端部リンク部材5は、L字状に湾曲した1個の基端側の湾曲部材20Aと、この基端側の湾曲部材20Aの一端の外径側の側面および内径側の側面にそれぞれ固定された2つの基端側の回転軸支持部材21Aと、基端側の湾曲部材20Aの他端の外径側の側面および内径側の側面にそれぞれ固定された2つの基端側の回転軸支持部材31Aとを有している。
FIG. 2B shows one proximal
これら基端側の回転軸支持部材21A,31Aは、ボルト、溶接等によって湾曲部材20Aに固定されている。図2Bには、基端側の湾曲部材20Aに対して基端側の回転軸支持部材21A,31Aを位置決めする手段が図示されていないが、例えば位置決めピン等を用いて基端側の湾曲部材20Aに対して基端側の回転軸支持部材21A,31Aを位置決めしてもよい。
The rotary
基端側の湾曲部材20Aは、例えば金属材料の鋳造品であり、所定の角度αA(この例では90°)に湾曲した形状をしている。基端側の回転軸支持部材21A,31Aは、金属板等の厚さが一定の板状の部材に対して板金加工等の加工をすることで所定の形状に形成される。基端側の回転軸支持部材21A,31Aには、前記回転軸12,14が挿通される貫通孔が設けられている。
The bending
基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との回転対偶部は、具体的には以下の構造である。すなわち、基端側の端部リンク部材5の2つの基端側の回転軸支持部材21Aの間に回転軸連結部材11が配置されている。回転軸12が、外径側の基端側の回転軸支持部材21Aの貫通孔、軸受13の内輪の孔、内径側の回転軸支持部材21Aの貫通孔の順に挿通され、貫通孔よりも内径側に突出した回転軸12のねじ部12aにナット23が螺着されている。
Specifically, the rotation pair of the
内径側の基端側の回転軸支持部材21Aと軸受13との間、および外径側の基端側の回転軸支持部材21と軸受13との間に、スペーサ24,25がそれぞれ介在されている。このように、回転軸12の頭部12bとナット23とで、外径側および内径側の基端側の回転軸支持部材21A、軸受13の内輪、およびスペーサ24,25が挟み付けられている。これにより、軸受13に予圧が付与された状態で、回転軸連結部材11と基端側の端部リンク部材5の一端とが連結されている。
また、基端側の端部リンク部材5の他端と中央リンク部材7との回転対偶部は、具体的には以下の構造である。すなわち、基端側の端部リンク部材5の2個の回転軸支持部材31Aの間に中央リンク部材7の一端が配置されている。回転軸14が、外径側の基端側の回転軸支持部材31Aの貫通孔、軸受15の内輪の孔、内径側の基端側の回転軸支持部材31Aの貫通孔の順に挿通され、貫通孔よりも内径側に突出した回転軸14のねじ部14aにナット33を螺着されている。
Specifically, the rotation pair of the other end of the
内径側の基端側の回転軸支持部材31Aと軸受15との間、および外径側の基端側の回転軸支持部材31Aと軸受15との間に、それぞれスペーサ34,35を介在されている。このように、回転軸14の頭部14bとナット33とで、外径側および内径側の基端側の回転軸支持部材31A、軸受15の内輪、およびスペーサ34,35が挟み付けられている。これにより、軸受15に予圧が付与された状態で、基端側の端部リンク部材5の他端と中央リンク部材7の一端とが連結されている。
図1、図3A,図3Bに示すように、先端側のリンクハブ3は、先端部材40と、この先端部材40と一体に設けられた3個の回転軸連結部材41とを有している。各回転軸連結部材41は、先端側の球面リンク中心PBの周囲に円周方向に等間隔で配置されている。各回転軸連結部材41には、軸心が回転対偶軸O1Bと一致する回転軸42が、2個の軸受43を介して回転自在に連結されている。この回転軸42に、先端側の端部リンク部材6の一端が連結されている。これにより、回転軸連結部材41に対して先端側の端部リンク部材6の一端が、回転対偶軸O1Bの回りに回転自在に連結されている。
As shown in FIG. 1, FIG. 3A and FIG. 3B, the
中央リンク部材7の他端に、軸心が回転対偶軸O2Bと一致する回転軸44が、2個の軸受45を介して回転自在に連結されている。この回転軸44に、先端側の端部リンク部材6の他端が連結されている。これにより、先端側の端部リンク部材6の他端に対して中央リンク部材7の他端が、回転対偶軸O2Bの回りに回転自在に連結されている。
At the other end of the
図3Bに、1つの先端側の端部リンク部材6およびその両端周辺部を示す。同図に示すように、先端側の端部リンク部材6は、L字状に湾曲した1個の先端側の湾曲部材20Bと、この先端側の湾曲部材20Bの一端の外径側の側面および内径側の側面にそれぞれ固定された2個の先端側の回転軸支持部材21Bと、先端側の湾曲部材20Bの他端の外径側の側面および内径側の側面にそれぞれ固定された2個の先端側の回転軸支持部材31Bとを有している。
One end side
これら先端側の回転軸支持部材21B,31Bは、ボルト、溶接等によって先端側の湾曲部材20Bに固定されている。図3Bには、先端側の湾曲部材20Bに対して先端側の回転軸支持部材21B,31Bを位置決めする手段が図示されていないが、例えば位置決めピン等を用いて先端側の湾曲部材20Bに対して先端側の回転軸支持部材21B,31Bを位置決めしてもよい。
The rotary
先端側の湾曲部材20Bも、基端側の湾曲部材20Aと同様に、例えば金属材料の鋳造品であり、所定の角度αB(この例では90°)に湾曲した形状をしている。基端側および先端側の各アーム長L2A,L2Bの違いに合わせて、先端側の湾曲部材20Bの湾曲部から他端までの長さM2Bが、基端側の湾曲部材20Aの湾曲部から他端までの長さM2Aよりも短く形成されている。湾曲部から一端までの長さM1A,M1Bは、先端側の湾曲部材20Bも基端側の湾曲部材20Aも同じである。
The bending
先端側の回転軸支持部材21B,31Bは、基端側の回転軸支持部材21A,31Aと同様に、金属板等の厚さが一定の板状の部材に対して板金加工等の加工をすることで所定の形状に形成される。先端側の回転軸支持部材21B,31Bには、前記回転軸42,44が挿通される貫通孔22,32が設けられている。
The rotary
先端側のリンクハブ3と先端側の端部リンク部材6との回転対偶部は、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との回転対偶部と同じ構造である。また、先端側の端部リンク部材6と中央リンク部材7との回転対偶部は、基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7との回転対偶部と同じ構造である。よって、先端側の各回転対偶部については説明を省略し、基端側と構造が同じ箇所については、図面に基端側の各回転対偶部と同一符号を付して示す。回転軸42はねじ部42aおよび大径部42bを有し、回転軸44はねじ部44aおよび大径部44bを有する。
The rotational pair of the distal end
以上に説明したように、このパラレルリンク機構1は、基端側のアーム長L2Aと先端側のアーム長L2Bとが異なっている。これにより、設計自由度が向上し、可動範囲の拡大、先端側の軽量化等を行うための設計変更が容易である。基端側のアーム長L2Aと先端側のアーム長L2Bとが異なっていても、基端側と先端側とが幾何学的に同一形状であれば、基端側のリンクハブ2に対して先端側のリンクハブ3が回転2自由度で姿勢変更可能な2自由度機構が構成される。
As described above, in the
この実施形態のように、先端側のアーム長L2Bの方が基端側のアーム長L2Aよりも短い場合、パラレルリンク機構1の構成部品同士が干渉しにくくなり、コンパクトな構成で可動範囲を広くとれる。また、先端側を軽量化できるので、先端側の慣性モーメントが小さくなり、高速動作が可能になる。
As in this embodiment, when the distal end side arm length L2B is shorter than the proximal end side arm length L2A, the components of the
また、この実施形態は、基端側および先端側の端部リンク部材5,6が、基端側および先端側の湾曲部材20A,20Bと、基端側および先端側の回転軸支持部材21A,21B,31A,31Bとで構成されている。このように、基端側および先端側の端部リンク部材5,6を複数の部材に分割すると、各部材を単純な形状とすることができるので、加工費を抑制でき、量産性が向上する。また、組立時に、基端側および先端側の端部リンク部材5,6と中央リンク部材7との回転対偶部、あるいは基端側および先端側の端部リンク部材5,6と基端側および先端側のリンクハブ2,3との回転対偶部を構成する部品(軸受、スペーサ等)を一方向から回転軸に挿入することができるようになり、組立性が向上する。
Further, in this embodiment, the
さらに、各回転対偶部において、2つの回転軸支持部材21A,21B,31A,31Bにより回転軸12,14,42,44の両端を支持することで、回転対偶部のモーメント荷重に対する剛性が高くなり、パラレルリンク機構1の全体の剛性が向上する。各回転軸支持部材21A,21B,31A,31Bを同一形状とすれば、部品の共通化を図れ、安価で量産性が良くなる。
Furthermore, by supporting both ends of the
[パラレルリンク機構の第2の実施形態]
図5は、基端側のリンクハブ2と基端側の端部リンク部材5との各回転対偶軸O1A、および基端側の端部リンク部材5と中央リンク部材7との各回転対偶軸O2Aが互いに成す角度αAが90°以外である例を示す。先端側については図示を省略しているが、先端側のリンクハブと先端側の端部リンク部材との各回転対偶軸、および先端側の端部リンク部材と中央リンク部材7との各回転対偶軸が互いに成す角度αB(図示せず)も、基端側の角度αAと同じ大きさである。このように角度αA,αBが90°以外であっても、基端側と先端側とが幾何学的に同一形状であれば、基端側のリンクハブ2に対して先端側のリンクハブが回転2自由度で姿勢変更可能な2自由度機構が構成される。
Second Embodiment of Parallel Link Mechanism
FIG. 5 shows the rotational pair shafts O1A of the proximal
[パラレルリンク機構の第3の実施形態]
図6、図7は、基端側および先端側の端部リンク部材5,6の構成が、前述の第1の実施形態と異なるパラレルリンク機構を示す。このパラレルリンク機構の全体構成は、第1の実施形態と同じであるので、全体構成の図面および説明を省略する。
[Third Embodiment of Parallel Link Mechanism]
6 and 7 show parallel link mechanisms in which the configurations of the
このパラレルリンク機構は、基端側の端部リンク部材5に使用される基端側の湾曲部材20A、および先端側の端部リンク部材6に使用される先端側の湾曲部材20Bが同一仕様である。基端側および先端側の湾曲部材20A,20Bに対する基端側および先端側の回転軸支持部材21A,21B,31A,31Bの固定位置を変更することで、基端側および先端側の端部リンク部材5,6の各アーム長L2A,L2Bがそれぞれ所定の長さとなるようにしている。このように同一仕様の基端側および先端側の湾曲部材20A,20Bを使用することで、部品の共通化を図り、パラレルリンク機構を安価に製作することができる。
In this parallel link mechanism, the proximal
[パラレルリンク機構の第4の実施形態]
図8はこの発明の第4の実施形態にかかるパラレルリンク機構の一状態の正面図である。このパラレルリンク機構1は、第1の実施形態とは逆で、基端側のアーム長L2Aよりも先端側のアーム長L2Bの方が長くなっている。図9、図10に示すように、基端側と先端側とでアーム長L2A,L2Bが互いに異なっていても、基端側と先端側のリンク長L1A,L1Bは互いに同じである。
[Fourth Embodiment of Parallel Link Mechanism]
FIG. 8 is a front view of one state of a parallel link mechanism according to a fourth embodiment of the present invention. In the
このように基端側のアーム長L2Aよりも先端側のアーム長L2Bを長くすると、先端部材40に大きな貫通孔40aを設けることができる。これにより、大きな作業体(図示せず)を、貫通孔40aから挿入してパラレルリンク機構1の内部空間8に配置することができる。なお、内部空間8は、基端側および先端側のリンクハブ2,3と各リンク機構4に囲まれた空間のことである。
As described above, when the arm length L2B on the distal end side is made longer than the arm length L2A on the proximal end side, the
[リンク作動装置(第5実施形態)]
図11~図13は、第1の実施形態のパラレルリンク機構を備えたリンク作動装置を示す。このリンク作動装置50は、パラレルリンク機構1の各リンク機構4に、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢を任意に変更する姿勢変更用駆動源51が設けられている。図の例では3組すべてのリンク機構4に姿勢変更用駆動源51が設けられているが、3組のリンク機構4のうち少なくとも2組に姿勢制御用駆動源51を設ければ、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢を確定することができる。
[Link operating device (fifth embodiment)]
11 to 13 show a link actuation device provided with the parallel link mechanism of the first embodiment. In the
各姿勢制御用駆動源51は、減速機構52を備えたロータリアクチュエータであり、基端側のリンクハブ2の基端部材10の上面に、前記回転軸12と同軸上に設置されている。姿勢制御用駆動源51と減速機構52は一体に設けられ、駆動源固定部材53により減速機構52が基端部材10に固定されている。
Each attitude control drive
図12Bにおいて、減速機構52により減速された回転出力は、大径の基部54aと小径の先端部54bとからなる出力軸54に出力される。出力軸54の先端部54bは、パラレルリンク機構1における前記回転軸12に相当する。出力軸54の基部54aの先端面が、基端側の端部リンク部材5の外径側の回転軸支持部材21Aに当接され、ボルト55により基部54aが回転軸支持部材21Aに結合されている。
In FIG. 12B, the rotational output decelerated by the
リンク作動装置50では、各姿勢制御用駆動源51が回転駆動されることで、パラレルリンク機構1が動作する。詳しくは、姿勢制御用駆動源51を回転駆動すると、その回転が減速機構52を介して減速して回転軸12に伝達される。これにより、基端側のリンクハブ2に対する基端側の端部リンク部材5の角度が変わり、基端側のリンクハブ2に対する先端側のリンクハブ3の姿勢が変更される。先端側のリンクハブ3に作業体(エンドエフェクタ)を取り付けることで、作業体の姿勢を任意に変更しながら作業を行うことができる。
In the
図12Aに示すように、基端側のリンクハブ2の基端部材10の中央部に、先端側のリンクハブ3に取り付けられた作業体に繋がる電気配線等のケーブルを通す貫通孔10aが設けられている。また、図13に示すように、先端側のリンクハブ3の先端部材40の中央部に、作業体を嵌め込んで取り付けるための貫通孔40aが設けられている。図12A、図12B、図13の例では、貫通孔10a,40aは、それぞれ基端側および先端側のリンクハブ2,3の中心軸QA,QBを中心とする略正方形である。例えば図14に示すように、貫通孔10a,40aは他の形状であってもよい。
As shown in FIG. 12A, in the central portion of the
図15は、上記リンク作動装置50の先端側のリンクハブ3に作業体60を取り付けた状態を示す。作業体60は先端部材40の貫通孔40a(図12A参照)に嵌め込んで取り付けられており、その大半部分がパラレルリンク機構1の内部空間8に配置されている。作業体60に接続されたケーブル61が、内部空間8と基端部材10の貫通孔10aを通ってリンク作動装置50の外部へ延びている。
FIG. 15 shows a state in which the working
このように有線の作業体60を先端側のリンクハブ3に取り付ける場合、パラレルリンク機構1の動作範囲内でケーブル61の屈曲半径が許容値を超えないように設計する必要がある。具体的には、基端部材10の貫通孔10aの内壁面にケーブル61が接触しないように、基端側のリンクハブ2の中心軸QAから貫通孔10aの内壁面までの最小距離Lbを適正に定める。図12Aのように貫通孔10aが正方形である場合も、図14のように貫通孔10aが正方形以外の形状である場合も、最小距離Lbは貫通孔10aの内接円の半径となる。
Thus, when attaching the wired working
各部の寸法を図16に示すように定めた場合、基端側のリンクハブ2の中心軸QAから貫通孔10aの内壁面までの最小距離Lbが、以下の関係式の条件を満たすように、貫通孔10aの形状を設計するとよい。
Rmin:ケーブル61の許容最小屈曲半径
LE:先端側の球面リンク中心PBから作業体60のケーブル取付位置までの距離
rc:ケーブル61の半径
D:基端側および先端側の各球面リンク中心PA,PB間の距離
θmax:パラレルリンク機構1の最大折れ角
When the dimensions of each part are determined as shown in FIG. 16, the minimum distance Lb from the central axis QA of the
Rmin: Permissible minimum bending radius of the
その理由を以下に記す。図16の水平方向で考えた場合、先端側の球面リンク中心PBから基端部材10の貫通孔10aの内壁面までの水平距離が、先端側の球面リンク中心PBから作業体60のケーブル61の端面までの水平距離よりも大きければ、ケーブル61の屈曲半径を許容値内に収めながらケーブル61をパラレルリンク機構1の内部空間8(図15)を通して貫通孔10aから外部に出すことができる。
The reasons are described below. When considered in the horizontal direction of FIG. 16, the horizontal distance from the spherical link center PB on the distal end side to the inner wall surface of the through
先端側の球面リンク中心PBから基端部材10の貫通孔10aの内壁面までの水平距離は、Lb+Lpsinθmax、すなわち、
また、先端側の球面リンク中心PBから作業体60のケーブル61の端面までの水平距離は、LE・sinθmax+Rmin(1・cosθmax)+rcで表すことができる。
The horizontal distance from the distal end side spherical link center PB to the inner wall surface of the through
Further, the horizontal distance from the spherical link center PB on the tip side to the end face of the
これらから、式1を満たす貫通孔10aの形状であると、パラレルリンク機構1の動作範囲内において、基端部材10の貫通孔10aの内壁面にケーブル61が接触しない。言い換えると、式1を満たす範囲内で、先端側の球面リンク中心PBから作業体60のケーブル取付位置までの距離LEを大きくすることができる。つまり、作業体60の多くの部分が内部空間8に位置するように、先端側のリンクハブ3に作業体60を取り付けることができる。これにより、作業体60が先端側のリンクハブ3よりも先端側に配置される場合と比べて、作業体60の慣性モーメントを小さくして、パラレルリンク機構1の可動範囲を大きくとることができる。
From these, the
以上のとおり、図面を参照しながら好適な実施形態を説明したが、本発明は、以上の実施形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で、種々の追加、変更または削除が可能である。したがって、そのようなものも本発明の範囲内に含まれる。 As described above, although the preferred embodiments have been described with reference to the drawings, the present invention is not limited to the above embodiments, and various additions and modifications can be made without departing from the scope of the present invention. Or can be deleted. Therefore, such is also included in the scope of the present invention.
1…パラレルリンク機構
2…基端側のリンクハブ
3…先端側のリンクハブ
4…リンク機構
5…基端側の端部リンク部材
6…先端側の端部リンク部材
7…中央リンク部材
8…内部空間
12,14,42,44…回転軸
13,15,43,45…軸受
20A…基端側の湾曲部材
20B…先端側の湾曲部材
21A,31A…基端側の回転軸支持部材
21B,31B…先端側の回転軸支持部材
10a,40a…貫通孔
50…リンク作動装置
51…姿勢制御用駆動源
60…作業体
61…ケーブル
C2A…基端側の端部リンク部材と基端側のリンクハブとの回転対偶中心点
C2B…先端側の端部リンク部材と先端側のリンクハブとの回転対偶中心点
L2A…基端側のアーム長
L2B…先端側のアーム長
O1A…基端側のリンクハブと基端側の端部リンク部材との回転対偶軸
O1B…先端側のリンクハブと先端側の端部リンク部材との回転対偶軸
O2A…基端側の端部リンク部材と中央リンク部材との回転対偶軸
O2B…先端側の端部リンク部材と中央リンク部材との回転対偶軸
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材との回転対偶軸と、前記基端側の端部リンク部材と前記基端側のリンクハブとの回転対偶中心点との距離を基端側アーム長と定義し、さらに、前記先端側の端部リンク部材と前記中央リンク部材との回転対偶軸と、前記先端側の端部リンク部材と前記先端側のリンクハブとの回転対偶中心点との距離を先端側のアーム長と定義した場合、
前記3組以上のすべてのリンク機構において、各基端側のアーム長は同じで、各先端側のアーム長も同じであり、かつ基端側のアーム長と先端側のアーム長が異なっているパラレルリンク機構。 A distal end link hub is changeably connected to the proximal end link hub via three or more sets of link mechanisms, and each link mechanism includes the proximal end link hub and the distal end side A proximal end and a distal end end link member whose one end is rotatably connected to the link hub and a center where both ends are rotatably coupled to the other end of the proximal end and the distal end side end link member In a parallel link mechanism provided with a link member,
The distance between the rotation pair shaft of the end link member on the proximal end side and the central link member, and the rotation center point of the rotation pair even between the end link member on the proximal end side and the link hub on the proximal end is It is defined as a side arm length, and further, a rotation couple shaft of the end link member on the tip side and the central link member, a rotation couple center point of the end link member on the tip side and the link hub on the tip side If we define the distance between and the arm length on the tip side,
In all the three or more sets of link mechanisms, the arm length on each proximal side is the same, the arm length on each distal side is the same, and the arm length on the proximal side is different from the arm length on the distal side Parallel link mechanism.
前記先端側の端部リンク部材は、任意の角度に湾曲した先端側の湾曲部材と、この先端側の湾曲部材の一端または両端に固定され、前記中央リンク部材または前記先端側のリンクハブに直接または軸受を介して回転可能に連結された回転軸を支持する先端側の回転軸支持部材とを有し、
前記基端側の湾曲部材および前記先端側の湾曲部材が同一仕様であるパラレルリンク機構。 The parallel link mechanism according to claim 1 or 2, wherein the proximal end link member is a proximal bending member curved at an arbitrary angle, one end of the proximal bending member, or the other bending member. A proximal rotation shaft support member fixed to both ends and supporting a rotary shaft rotatably coupled to the central link member or the proximal link hub directly or through a bearing;
The distal end link member is fixed to the distal end curved member bent at an arbitrary angle, and to one end or both ends of the distal end curved member, and directly to the central link member or the distal end link hub Or a tip side rotation shaft support member for supporting a rotation shaft rotatably coupled via a bearing,
The parallel link mechanism in which the curved member on the proximal end side and the curved member on the distal end side have the same specifications.
前記作業体に接続されたケーブルが前記内部空間を通って基端側へ延びているパラレルリンク機構。 The parallel link mechanism according to any one of claims 1 to 3, wherein the proximal end side link hub, the distal end side link hub, and an internal space surrounded by the three or more sets of link mechanisms. A working body is attached to the tip member such that at least a portion is located,
A parallel link mechanism in which a cable connected to the working body extends proximally through the internal space.
Rmin:ケーブルの許容最小屈曲半径
LE:先端側の球面リンク中心から作業体のケーブル取付位置までの距離
rc:ケーブルの半径
D:基端側および先端側の各球面リンク中心間の距離
θmax:パラレルリンク機構の最大折れ角 5. The parallel link mechanism according to claim 4, wherein the proximal end link hub has a through hole through which the cable is inserted, and the central axis of the proximal end link hub to the inner wall surface of the through hole Parallel link mechanism in which the minimum distance Lb satisfies the following relational expression.
Rmin: Permissible minimum bending radius of cable LE: Distance from the center of the spherical link on the tip side to the cable mounting position of the working body rc: Radius of the cable D: Distance between the centers of spherical links on the proximal and distal sides θmax: Parallel Maximum bending angle of link mechanism
このパラレルリンク機構における前記3組以上のリンク機構のうちの2組以上のリンク機構に、前記基端側のリンクハブに対する前記先端側のリンクハブの姿勢を任意に変更する姿勢変更用駆動源が設けられているリンク作動装置。
A parallel link mechanism according to any one of claims 1 to 5, comprising:
An attitude changing drive source for arbitrarily changing the attitude of the distal end side link hub with respect to the proximal end side link hub is provided in two or more of the three or more sets of link mechanisms in the parallel link mechanism. Link actuator provided.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 19739032 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 19739032 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |