[发明专利]连杆动作装置

说明书

相关申请

本申请要求申请日为2011年9月22日、申请号为特愿2011-207724号申请的优先权，通过参照其整体，作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。

技术领域

本发明涉及一种连杆动作装置，其应用于高速且精密地进行三维空间中的复杂的加工、物品的取回等作业的平行连杆机构、机器人关节等的连杆机构。

背景技术

在专利文献1中公开了具有平行连杆机构的作业装置的一个例子。在该作业装置中，通过平行连杆机构，改变安装有工具的移动板的位置和姿势。平行连杆机构包括在底端处连接有移动板的多个连杆，这些连杆的顶部通过万向接头而以可改变角度的方式而支承，针对每个连杆，可改变位于万向接头下方的有效长度。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2000-94245号公报

发明内容

发明要解决的课题

在上述结构的平行连杆机构中，由于各连杆的动作角小，故为了较大地设定移动板的动作范围，必须增加连杆长度。由此，具有机构整体的尺寸大，装置大型化的问题。另外，如果增加连杆长度，则导致机构整体的刚性的降低。由此，还具有下述问题，即，装载于移动板的工具的重量，即，移动板的可搬运重量也被限制为较小的值。

本发明的课题在于提供一种连杆动作装置，该连杆动作装置是紧凑的，活动部的活动范围宽，并且姿势调整精度高，而且刚性高。

用于解决课题的技术方案

本发明的连杆动作装置为下述结构，其中，相对于基端侧的连杆轮毂，经由三组以上的连杆机构，按照可改变姿势的方式连接前端侧的连杆轮毂，上述各连杆机构由基端侧和前端侧的端部连杆部件与中间连杆部件构成，该基端侧和前端侧的端部连杆部件以其一端可旋转的方式分别连接于上述基端侧的连杆轮毂和前端侧的连杆轮毂，该中间连杆部件按照可旋转的方式分别连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端，在上述各连杆机构中，通过直线而表示该连杆机构的几何学模型为基端侧部分和前端侧部分相对于上述中间连杆部件的中间部呈对称的形状。换言之，本发明的连杆动作装置具有三组以上的连杆机构，在该连杆机构中，相对于设置于基端侧和前端侧的相应侧的基端侧的连杆轮毂和前端侧的连杆轮毂，以可旋转的方式连接端部连杆部件，基端侧和前端侧的相应侧的端部连杆部件相对中间连杆部件以可旋转的方式连接，关于各连杆机构的中间部的横截面，基端侧和前端侧在几何学上是相同的。

本发明针对上述连杆动作装置，在上述三组以上的连杆机构中的至少两组中设置促动器和减速机构，该促动器使上述基端侧的端部连杆部件旋转，相对于上述基端侧的连杆轮毂任意地改变上述前端侧的连杆轮毂的姿势，该减速机构按照减速方式将该促动器的动作量传递给上述基端侧的端部连杆部件。上述减速机构具有齿轮式的减速部，该齿轮式的减速部通过小齿轮和大齿轮啮合而成，该小齿轮通过上述促动器的驱动而旋转，该大齿轮按照将上述基端侧的连杆轮毂和上述基端侧的端部连杆部件的旋转对偶轴作为旋转中心而可自由旋转的方式设置于上述基端侧的端部连杆部件，上述大齿轮的节圆半径大于上述小齿轮，并且该节圆半径在作为下述距离的基端侧的端部连杆部件的臂长的1/2以上，该距离为：从上述基端侧的连杆轮毂与上述基端侧的端部连杆部件的旋转对偶轴的轴向中心点下述点的之间的距离，该点为上述基端侧的端部连杆部件和上述中间连杆部件的旋转对偶轴的轴向中心点投影于下述平面的点，该平面与上述基端侧的连杆轮毂和上述基端侧的端部连杆部件的旋转对偶轴相垂直且通过其轴向中心点的平面。

按照该方案，通过基端侧的连杆轮毂、前端侧的连杆轮毂和三组以上的连杆机构构成：相对于基端侧的连杆轮毂，于前端侧的连杆轮毂可在正交的两个轴向移动的两个自由度机构。该两个自由度机构是紧凑的，并且前端侧的连杆轮毂的活动范围很宽。比如，基端侧的连杆轮毂的中心轴和前端侧的连杆轮毂的中心轴的最大折角约为±90°，可将前端侧的连杆轮毂相对基端侧的连杆轮毂的旋转角设定在0°～360°的范围内。相对于三组以上的连杆机构中的至少两组的连杆机构的基端侧的端部连杆部件，按照通过减速机构而减速的方式传递促动器的旋转，仅按照已确定的角度使这些基端侧的端部连杆部件旋转，由此，相对于基端侧的连杆轮毂，任意地改变前端侧的连杆轮毂的姿势。