连杆动作装置的制造方法
【专利说明】连杆动作装置
[0001]相关申请
[0002]本发明要求申请日为2013年11月22日、申请号为JP特愿2013—241845号的申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
技术领域
[0003]本发明涉及用于医疗器械、产业机械等的必须要求精密且范围广的动作范围，进行高速动作的机械的连杆动作装置。
【背景技术】
[0004]在专利文献1、2中提出有用于各种作业装置的平行连杆机构。在专利文献I的平行连杆机构中，结构较简单，但是各连杆的动作角小。由此，如果较大地设定移动板的动作范围，则具有连杆长度增大，机构整体的尺寸变大的问题。专利文献2的平行连杆机构为下述的结构，在该结构中，前端侧的连杆枢毂经由4节连锁的三组以上的连杆机构，以姿势可变更的方式与基端侧的连杆枢毂连接。由此，在紧凑的同时，可进行精密而范围广的动作范围的动作。
[0005]已有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1: JP特开2000—94245号公报
[0008]专利文献2:US5893296号专利
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]在专利文献I和专利文献2的平行连杆机构的结构中，如果于前端侧装载末端执行器，则末端执行器的重量越大，惯性越大，越无法实现高速而高精度的动作。另外，在专利文献2的平行连杆机构的结构中，在相对表面为球面状或圆筒面状的工件进行作业的场合，必须要求于基端侧的连杆枢毂的中心轴所垂直的平面上移动的追加的自由度。
[0011]本发明的目的在于提供一种连杆动作装置，其中，可在较广范围的动作范围内进行动作，即使在装载重量大的末端执行器的情况下，仍可进行高速并且高精度的定位动作。
[0012]用于解决课题的公开方案
[0013]本发明的连杆动作装置为下述的装置，其中，前端侧的连杆枢毂经由三组以上的连杆机构，以姿势能变更的方式与基端侧的连杆枢毂连接，上述各连杆机构由基端侧和前端侧的端部连杆部件、中间连杆部件构成，在该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端分别能旋转地连接于上述基端侧的连杆枢毂和前端侧的连杆枢毂上，在该中间连杆部件中，其两端分别能旋转地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上述中间连杆部件中的中间部呈对称的形状，在上述三组以上的连杆机构中的两组以上的连杆机构中设置促动器，该促动器任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对上述基端侧的连杆枢毂的姿势。在该连杆动作装置中，在上述基端侧或前端侧的连杆枢毂中，以朝向该两个连杆枢毂的配置的内侧的方式设置末端执行器，并且上述末端执行器对下述工件进行作业，该工件作业对象物设置于:与设有该末端执行器的连杆枢毂相反一侧的连杆枢毂侧。比如，上述工件被支承于:与上述末端执行器所设置的连杆枢毂处于相反一侧的连杆枢毂上。
[0014]在本说明书中，“基端侧”和“前端侧”按照下述的含义而使用。即，连杆枢毂和端部连杆部件的各旋转运动副以及端部连杆部件和中间连杆部件的各旋转运动副的中心轴分别交叉的点称为连杆枢毂的“球面连杆中心”，通过该球面连杆中心，与上述连杆枢毂和端部连杆部件的旋转运动副的中心轴垂直地交叉的直线称为“连杆枢毂的中心轴”，在该场合，相对各连杆枢毂，从基端侧和前端侧的各连杆枢毂的中心轴交叉的交叉点观看，基端侧的球面连杆中心方向为基端侧，前端侧的球面连杆中心方向为前端侧。
[0015]还有，将上述中的“两个连杆枢毂的配置的内侧”正确地定义为从基端侧和前端侧的连杆枢毂朝向上述交叉点的方向。于是，“按照朝向两个连杆枢毂的配置的内侧的方式设置末端执行器”还包括比如设置于前端侧的连杆枢毂的末端执行器穿过各连杆枢毂的排列的内侧而抽出，比基端侧的连杆枢毂更向基端侧而突出的场合。
[0016]按照该方案，通过基端侧的连杆枢毂、前端侧的连杆枢毂、三组以上的连杆机构构成:前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂围绕相正交的两个轴而自由旋转的二自由度机构。该二自由度机构在紧凑的同时，扩大前端侧的连杆枢毂的活动范围。比如，基端侧的连杆枢毂的中心轴和前端侧的连杆枢毂的中心轴的最大折角约为±90°，可将前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂的回转角设定在0°?360°的范围内。可通过控制各姿势控制用促动器的动作，相对基端侧的连杆枢毂，任意地变更前端侧的连杆枢毂的姿势。
[0017]另外，像该结构那样，如果按照朝向两个连杆枢毂的配置的内侧的方式设置末端执行器，由于与按照朝向两个连杆枢毂的设置的外侧的方式设置末端执行器相比较，构成末端执行器的作业部的前端在连杆动作装置的旋转中心的附近，故末端执行器整体的惯性力矩小。上述连杆动作装置的旋转中心相当于基端侧和前端侧的连杆枢毂的中心轴的交点。根据末端执行器整体的惯性力矩变小，即使在装载重量大的末端执行器的情况下，仍可高速动作。另外，可实现姿势变更用的促动器的输出的降低、能量的节省、紧凑化。特别是对于装载细长形状的末端执行器、在靠近接近作业部的前端处具有重心的末端执行器的场合是有效的。
[0018]也可在本发明中，上述工件设置于上述基端侧和前端侧的连杆枢毂之间。在该场合，由于末端执行器的前端以朝向连杆动作装置的旋转中心方向的方式定位，故即使在与XY台这样的另外的机构组合的情况下，仍可相对工件从各个方向进行作业。
[0019]还有，也可将上述末端执行器设置于上述前端侧的连杆枢毂上，并且在上述基端侧的连杆枢毂中开设可使上述末端执行器穿过的作业孔，通过穿过上述作业孔的上述末端执行器对上述工件进行作业，该工件直接或间接地支承于上述基端侧的连杆枢毂上，比上述基端侧的连杆枢毂更靠近基端侧。如果为该结构，则即使在装载使油脂飞散或照射激光这样的以非接触方式进行作业的末端执行器的情况下，仍可通过作业孔，相对工件进行作业。另外，在装载细长形状的末端执行器的场合，使末端执行器通过作业孔，末端执行器的前端比基端侧的连杆枢毂更靠近基端侧，可对工件进行作业。
[0020]上述末端执行器也可为涂布机，该涂布机用于对上述工件的表面上涂布液态物质。涂布机比如为涂布涂料的喷墨机;涂布油脂、粘接剂等的液态剂的分配器等。由于该连杆动作装置扩大前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂的活动范围，故如果装载作为喷墨机的涂布机，则可相对具有球面状、圆筒面状、其它曲面状的表面的工件，从幅度宽的方向涂布液态物质。
[0021]上述末端执行器还可为焊接用的焊炬。由于焊接用的焊炬为细长形状，故按照朝向两个连杆枢毂的配置的内侧的方式设置而带来的惯性力矩减小的效果明显。另外，由于在焊接用的焊炬中，在其性能上，根部的直径大于前端部的直径，故如果按照朝向两个连杆枢毂的设置的外侧的方式设置，则具有根部对连杆机构造成妨碍，动作范围窄的可能性。由此，作为末端执行器的焊炬可按照朝向两个连杆枢毂的配置的内侧的方式设置。
[0022]在本发明中，上述末端执行器可装载于直线运动促动器上，该直线运动促动器沿设有该末端执行器的连杆枢毂的中心轴来进行进退动作。按照该方案，可进行末端执行器的上述中心轴方向的位置控制。由于形成连杆动作装置为旋转直径，即旋转中心与球面连杆中心之间的距离变化的结构，故在工件设置于基端侧和前端侧的连杆枢毂之间的场合，可对上述旋转半径的变动进行补偿。
[0023]在本发明中，在支承上述工件的连杆枢毂上设置直线运动促动器，该直线运动促动器支承上述工件，沿上述连杆枢毂的中心轴而进行进退动作。按照该方案，可进行工件的上述中心轴方向的位置控制。比如，在工件设置于基端侧的连杆枢毂和前端侧的连杆枢毂之间的场合，可按照工件经常位于连杆动作装置的旋转中心的方式进行控制。另外，在与将末端执行器装载于直线运动促动器上的结构组合的场合，可将末端执行器的前端与工件的距离经常保持一定。
[0024]在本发明中，可在支承上述工件的连杆枢毂上设置XY台，该XY台使上述工件沿该连杆枢毂的中心轴所垂直的平面移动。按照上述方案，可进行工件的沿上述平面的方向的控制。特别是，在针对工件设置于基端侧和前端侧的连杆枢毂的配置的内侧的结构，采用齿轮这样的圆筒状的工件的场合，通过使工件在沿上述平面的方向移动，可对圆筒面的整个外周进行作业。
[0025]权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构中的任意的组合均包含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要求的两个以上的任意的组合也包含在本发明中。
【附图说明】
[0026]根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相应部分。
[0027]图1为省略本发明的第I实施方式的连杆动作装置的一部分的主视图；
[0028]图2为省略表示该连杆动作装置的不同的动作状态的一部分的主视图；
[0029]图3为以三维方式表示该连杆动作装置的动作装置主体的立体图；
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