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JPH0160396B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0160396B2
JPH0160396B2 JP15096081A JP15096081A JPH0160396B2 JP H0160396 B2 JPH0160396 B2 JP H0160396B2 JP 15096081 A JP15096081 A JP 15096081A JP 15096081 A JP15096081 A JP 15096081A JP H0160396 B2 JPH0160396 B2 JP H0160396B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
link
connection point
rotates
pulley
electromagnetic brake
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP15096081A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5856779A (en
Inventor
Masaharu Takano
Shigeki Tooyama
Akinori Takahata
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP15096081A priority Critical patent/JPS5856779A/en
Publication of JPS5856779A publication Critical patent/JPS5856779A/en
Publication of JPH0160396B2 publication Critical patent/JPH0160396B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、五節リンク構造のロボツトに関する
ものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a robot having a five-bar link structure.

従来、リンクロボツトとしては第1図に示すよ
うなアーム型のものが使われていた。このアーム
型ロボツトでは、位置決め精度を上げるため、第
1アーム31の駆動は第2アーム32に設置した
第1駆動部33で直接駆動している。このため、
第2駆動部34で第2アーム32を駆動する場合
には第1駆動部33の慣性等が付加されることと
なり、第2駆動部34の回転軸に加わる慣性がが
大きくなるため第2駆動部34は出力の大きいも
のを要する欠点を生じていた。さらにアーム型は
基本的に開ループの構造であるためアーム部の剛
性が低いという避け難い欠点があつた。また、第
2図に示すような平行リンク型のものも従来から
使われていた。この平行リンク型ロボツトは、2
個の駆動部41を同一軸上に設置しているので装
置の姿勢が高くなることに加え、その構造上2個
の駆動部41の必要出力が異なるのでバランスを
くずし易い欠点があつた。
Conventionally, arm-type link robots as shown in Figure 1 have been used. In this arm-type robot, the first arm 31 is directly driven by a first drive section 33 installed on the second arm 32 in order to improve positioning accuracy. For this reason,
When the second arm 32 is driven by the second drive unit 34, the inertia of the first drive unit 33 is added, and the inertia applied to the rotation axis of the second drive unit 34 becomes large. The section 34 has the drawback of requiring a large output. Furthermore, since the arm type is basically an open-loop structure, it has the unavoidable drawback of low rigidity of the arm portion. Further, a parallel link type as shown in FIG. 2 has also been used in the past. This parallel link type robot has 2
Since the two drive sections 41 are installed on the same axis, the posture of the apparatus becomes high, and the required outputs of the two drive sections 41 are different due to the structure, making it easy to lose balance.

そこで本発明者等は、五節リンク機構をロボツ
トに適用することをかねてから提案し、種々の検
討を理論的に実験的に重ねてきた。その基本的な
特長は次の3点に要約できる。
Therefore, the present inventors have long proposed the application of a five-bar linkage mechanism to robots, and have conducted various theoretical and experimental studies. Its basic features can be summarized in the following three points.

(1) 閉ループ構造であるため、飛躍的に剛性が高
く軽量化できる。
(1) Closed-loop structure allows for dramatically higher rigidity and weight reduction.

(2) 高い加工精度を要するのは軸間距離のみであ
り、一般に部品の加工組立が容易である。従つ
て安価にできる。
(2) High machining accuracy is required only for the distance between the axes, and parts are generally easy to process and assemble. Therefore, it can be done at low cost.

(3) 動作の信頼性が高く、高速駆動ができる。(3) High operational reliability and high-speed operation.

第3図に模式図で示したものは、本発明に到る
以前に、本発明者等が提案したものである。しか
しこの従来構成は、実際に産業用ロボツトが遭遇
する条件下で種々の検討を繰り返してみた結果、
上記3点の基本的な利点は確認でき自信を深めは
したが、なお若干の欠点を内在させていた。すな
わち、第3図のように構成した場合は、回転ブレ
ーキ51を第1リンク52と第2リンク53との
連結点および第1リンク52と第3リンク54と
の連結点の2ケ所にしか設置していないため、リ
ンクになんらかの外力が加わつても作業機構の取
り付け点55の位置を強固に保持しようとする
と、どうしても回転ブレーキ51として出力の大
きいものを用いなければならなくなるのである。
そして、こうしてもなお、関節56,57,58
の誤差が若干大きくなるだけで作業機構取り付け
点55の位置精度は大幅に悪くなつてしまうので
ある。さらに、作業機構取り付け点55の位置決
め時に発生するリンクの残留振動を短時間に減衰
させることが難しいということもまた判つてき
た。
The schematic diagram shown in FIG. 3 was proposed by the present inventors prior to the present invention. However, as a result of repeated studies under the conditions that industrial robots actually encounter, this conventional configuration was
Although I was able to confirm the basic advantages of the above three points, and my confidence increased, there were still some drawbacks. That is, in the case of the configuration shown in FIG. 3, the rotary brake 51 is installed only at two locations: the connection point between the first link 52 and the second link 53, and the connection point between the first link 52 and the third link 54. Therefore, in order to firmly maintain the position of the attachment point 55 of the working mechanism even if some external force is applied to the link, it becomes necessary to use a rotary brake 51 with a large output.
And even after doing this, joints 56, 57, 58
Even if the error becomes slightly larger, the positional accuracy of the working mechanism attachment point 55 will deteriorate significantly. Furthermore, it has also been found that it is difficult to dampen residual vibrations of the link that occur during positioning of the working mechanism attachment point 55 in a short period of time.

本発明の目的は、上述の新らたに見い出した欠
点を除去し、五節リンクロボツト本来の高い剛性
を備え、低出力の回転機構で高精度の位置決めを
高速に行い得る新規な五節リンクロボツトを提供
することにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the newly discovered drawbacks mentioned above, to provide a new five-bar link that has the inherent high rigidity of a five-bar link robot, and that can perform high-accuracy positioning at high speed with a low-output rotation mechanism. Our goal is to provide robots.

特許請求の範囲のように構成した本発明によれ
ば、第2リンクおよび第3リンクをそれぞれ同一
出力で、かつ低出力の第1回転機構および第2回
転機構で回転駆動することにより、作業機構取り
付け点を平面上の任意な位置に移動させ、各リン
クの連結点にそれぞれ具備させた回転ブレーキに
よつてリンクの剛性を高めた、新規な五節リンク
ロボツトが得られる。
According to the present invention configured as claimed, the working mechanism is rotated by rotating the second link and the third link with the same output and with the low output first rotation mechanism and second rotation mechanism. A novel five-bar link robot is obtained in which the attachment point can be moved to any position on a plane and the rigidity of the links is increased by rotary brakes provided at the connection points of each link.

以下、本発明の典型的な実施の一例として、汎
用的な作業機構として一軸方向に自由に回転する
ハンド取り付け部を具備したものをとりあげて、
より具体的に説明する。こうしたハンド取り付け
部を設置するためにした工夫の要点は次のように
なる。まず、一平面上に固定した第1リンクと、
一端が前記第1リンクの一端と回転自由に連結
し、その連結点を中心に回転する第2リンクと、
一端を前記第1リンクの他端に回転自由に連結
し、前記第2リンクと同様に回転する第3リンク
と、一端を前記第2リンクの他端と回転自由に連
結し、その連結点を中心に前記平面上を回転する
第4リンクと、一端を前記第3リンクの他端と回
転自由に連結し、前記第4リンクと同様に回転す
るとともに、他端を前記第4リンクの他端と回転
自由に連結した第5リンクと、前記第1リンクと
前記第2リンクとの連結点に設置し、前記第1リ
ンクに対して前記第2リンクを所定の角度に回転
させる第1回転機構と、前記第1リンクと前記第
3リンクとの連結点に設置し、前記第1リンクに
対して前記第3リンクを所定の角度に回転させる
第2回転機構と、で五節リンクを構成し、前記第
1リンクと前記第2リンクとの連結点、前記第1
リンクと前記第3リンクとの連結点、前記第2リ
ンクと前記第4リンクとの連結点、前記第3リン
クと前記第5リンクとの連結点、および前記第4
リンクと前記第5リンクとの連結点、にそれぞ
れ、その回転運動を制動する第1、第2、第3、
第4、および第5、の回転ブレーキを備えた、そ
してさらに、前記第4リンクと前記第5リンクと
の連結点には回転自由なハンド取り付け部を備
え、前記第1リンク上の一定位置、前記第1リン
クと前記第2リンクとの連結点、前記第2リンク
と前記第4リンクとの連結点、および前記ハンド
取り付け部の回転軸、にはそれぞれ自由回転可能
な第1、第2、第3、および第4、の伝動車を備
え、前記第1伝動車と前記第2伝動車と、前記第
2伝動車と前記第3伝動車と、および前記第3伝
動車と前記第4伝動車と、にはそれぞれ第1、第
2、および第3、の伝導帯を掛け、前記第1伝動
車を所定の角度に回転させる第3回転機構を備
え、前記第1回転機構、前記第2回転機構、前記
第1回転ブレーキ、前記第2回転ブレーキ、前記
第3回転ブレーキ、前記第4回転ブレーキ、前記
第5回転ブレーキ、および前記第3回転機構、の
それぞれの動きを制御する制御部を備えた、五節
リンクロボツトを構成したのである。
Hereinafter, as an example of a typical implementation of the present invention, a general-purpose working mechanism equipped with a hand attachment part that freely rotates in a uniaxial direction will be described.
This will be explained more specifically. The key points of the efforts made to install such a hand attachment part are as follows. First, a first link fixed on one plane,
a second link whose one end is rotatably connected to one end of the first link and rotates around the connection point;
One end is rotatably connected to the other end of the first link, and a third link rotates in the same manner as the second link; one end is rotatably connected to the other end of the second link, and the connecting point is a fourth link that rotates on the plane at the center; one end is rotatably connected to the other end of the third link, rotates in the same manner as the fourth link, and the other end is connected to the other end of the fourth link; a fifth link that is rotatably connected to the first link; and a first rotation mechanism that is installed at a connection point between the first link and the second link and rotates the second link at a predetermined angle with respect to the first link. and a second rotation mechanism that is installed at a connection point between the first link and the third link and rotates the third link at a predetermined angle with respect to the first link, forming a five-bar link. , a connection point between the first link and the second link, a connection point between the first link and the second link, and a connection point between the first link and the second link.
A connection point between a link and the third link, a connection point between the second link and the fourth link, a connection point between the third link and the fifth link, and a connection point between the third link and the fourth link.
first, second, third, and third links that brake the rotational motion of the link and the fifth link, respectively;
fourth and fifth rotary brakes, and further includes a freely rotatable hand attachment part at a connection point between the fourth link and the fifth link, and a fixed position on the first link; Freely rotatable first, second, and A third transmission wheel and a fourth transmission wheel are provided, the first transmission wheel and the second transmission wheel, the second transmission wheel and the third transmission wheel, and the third transmission wheel and the fourth transmission wheel. and a third rotation mechanism for rotating the first transmission wheel at a predetermined angle, each of which is provided with a first, second, and third conduction band, the first rotation mechanism and the second transmission wheel. A control unit that controls the movement of each of the rotation mechanism, the first rotation brake, the second rotation brake, the third rotation brake, the fourth rotation brake, the fifth rotation brake, and the third rotation mechanism. A five-section link robot was constructed.

第4図は前記実施例を更に具体化した例を模式
的に示した斜視図であり、第5図は第4図におけ
るリンクの構成を示す概略図である。
FIG. 4 is a perspective view schematically showing a more specific example of the above embodiment, and FIG. 5 is a schematic diagram showing the structure of the link in FIG. 4.

1は平面上に固定された第1リンクである。2
は一端を第1リンクの一端と回転自由に連結し、
その連結点第1関節3を支点に平面上を回転する
第2リンクである。4は一端を第1リンク1の他
端と回転自由に連結し、その連結点第21関節5を
支点に平面上を回転する第3リンクである。6は
一端を第2リンク2の他端と回転自由に連結し、
その連結点第3関節7を支点に回転する第4リン
クである。8は一端を第3リンク4の他端と回転
自由に連結し、その連結点第4関節9を支点に平
面上を回転するとともに、他端を第4リンク6の
他端と回転自由に連結した第5リンクである。1
0は第4リンク6と第5リンク8との連結点で第
5関節である。11はハンド取り付け部であり、
この実施例では、第5関節10の中心に設置し、
その中心を軸に回転するように構成してある。1
2は第1回転機構の一実施例であり、第1関節3
上に設置され第2リンク2を回転駆動して第1リ
ンク1と第2リンク2との連結角θ1を所定の値に
設定する第1サーボモータである。13は第2回
転機構の一実施例であり、第2関節5上に設置さ
れ第3リンク4を回転駆動して第1リンク1と第
3リンク4との連結角θ2を所定の値に設定する第
2サーボモーターである。14は第1回転ブレー
キの一実施例であり、第1関節3上に設置され第
2リンク2の回転を制動して最終的に第1リンク
1と第2リンク2との連結角θ1を固定する第1電
磁ブレーキである。15は第2回転ブレーキの一
実施例であり、第2関節5上に設置され第3リン
ク4の回転を制動して最終的に第1リンク1と第
3リンク4との連結角θ2を固定する第2電磁ブレ
ーキである。16は第3回転ブレーキの一実施例
であり、第3関節7上に設置され第2リンク2と
第4リンク6との連結角θ3の変化を制動して最終
的に固定する第3電磁ブレーキである。17は第
4回転ブレーキの一実施例であり、第4関節9上
に設置され第3リンク4と第5リンク8との連結
角θ4の変化を制動して最終的に固定する第4電磁
ブレーキである。18は第5回転ブレーキの一実
施例であり、第5関節10上に設置され、第4リ
ンク6と第5リンク8との連結角θ5の変化を制動
して最終的に固定する第5電磁ブレーキである。
19は第1リンク1上の一定位置に回転自由に固
定した第1伝動車の一実施例としての第1プーリ
であり、20は第1関節3上に回転自由に設置し
た第2伝動車の一実施例としての第2プーリであ
る。21は第3関節7上に回転自由に設置した第
3伝動車の一実施例としての第3プーリであり、
22はハンド取り付け部11に固定した第4伝動
車の一実施例としての第4プーリである。23は
第1プーリ19と第2プーリ20とを連動させた
第1伝動帯の一実施例としての第1ベルトで、2
4は第2プーリ20と第3プーリ21とを連動さ
せた第2伝動帯の一実施例としての第2ベルト
で、25は第3プーリ21と第4プーリ22とを
連動させた第3伝動帯の一実施例としての第3ベ
ルトである。26は第1プーリ19を所定の角度
に回転させる第3回転機構を構成する第3サーボ
モーターである。27は、前記第1サーボモータ
ー12、前記第2サーボモーター13、前記第3
サーボモーター26、前記第1電磁ブレーキ1
4、前記第2電磁ブレーキ15、前記第3電磁ブ
レーキ16、前記第4電磁ブレーキ17、前記第
5電磁ブレーキ18、のそれぞれの動きを制御す
る制御部である。
1 is a first link fixed on a plane. 2
has one end rotatably connected to one end of the first link,
This is a second link that rotates on a plane using the first joint 3 as a fulcrum. Reference numeral 4 designates a third link whose one end is rotatably connected to the other end of the first link 1, and which rotates on a plane using the 21st joint 5 as a fulcrum. 6 connects one end to the other end of the second link 2 in a freely rotatable manner;
This is the fourth link that rotates around the third joint 7 as a fulcrum. 8 has one end rotatably connected to the other end of the third link 4, rotates on a plane using the fourth joint 9 as a fulcrum, and has the other end rotatably connected to the other end of the fourth link 6. This is the fifth link. 1
0 is the connection point between the fourth link 6 and the fifth link 8, which is the fifth joint. 11 is a hand attachment part;
In this embodiment, it is installed at the center of the fifth joint 10,
It is configured to rotate around its center. 1
2 is an example of the first rotation mechanism, and the first joint 3
This is a first servo motor that is installed above and rotates the second link 2 to set the connection angle θ 1 between the first link 1 and the second link 2 to a predetermined value. 13 is an example of a second rotation mechanism, which is installed on the second joint 5 and rotates the third link 4 to set the connection angle θ 2 between the first link 1 and the third link 4 to a predetermined value. This is the second servo motor to be set. 14 is an example of a first rotary brake, which is installed on the first joint 3 to brake the rotation of the second link 2 and finally adjust the connection angle θ 1 between the first link 1 and the second link 2. This is a first electromagnetic brake that fixes the brake. 15 is an example of a second rotary brake, which is installed on the second joint 5 to brake the rotation of the third link 4 and finally adjust the connection angle θ 2 between the first link 1 and the third link 4. This is a second electromagnetic brake that fixes the position. 16 is an example of a third rotary brake, in which a third electromagnetic brake is installed on the third joint 7 and brakes the change in the connection angle θ 3 between the second link 2 and the fourth link 6 and finally fixes it. It's the brakes. Reference numeral 17 is an example of a fourth rotary brake, in which a fourth electromagnetic brake is installed on the fourth joint 9 and brakes changes in the connection angle θ 4 between the third link 4 and the fifth link 8 to finally fix it. It's the brakes. 18 is an example of a fifth rotary brake, which is installed on the fifth joint 10 and brakes the change in the connection angle θ 5 between the fourth link 6 and the fifth link 8 and finally fixes it. It is an electromagnetic brake.
Reference numeral 19 denotes a first pulley as an example of a first transmission wheel which is fixed to a fixed position on the first link 1 so as to be freely rotatable, and 20 is a first pulley which is rotatably installed on the first joint 3. It is a second pulley as an example. 21 is a third pulley as an example of a third transmission wheel installed freely on the third joint 7;
Reference numeral 22 denotes a fourth pulley as an example of the fourth transmission wheel fixed to the hand attachment portion 11. 23 is a first belt as an example of a first transmission band in which the first pulley 19 and the second pulley 20 are interlocked;
4 is a second belt as an example of a second transmission band in which the second pulley 20 and the third pulley 21 are interlocked, and 25 is a third transmission belt in which the third pulley 21 and the fourth pulley 22 are interlocked. This is a third belt as an example of the belt. 26 is a third servo motor constituting a third rotation mechanism that rotates the first pulley 19 at a predetermined angle. 27, the first servo motor 12, the second servo motor 13, and the third servo motor 12;
Servo motor 26, the first electromagnetic brake 1
4. A control unit that controls the movements of the second electromagnetic brake 15, the third electromagnetic brake 16, the fourth electromagnetic brake 17, and the fifth electromagnetic brake 18.

次に上記実施例についてその動作を具体的に説
明する。
Next, the operation of the above embodiment will be specifically explained.

制御部27の制御により第1サーボモーター1
2で第2リンク2を回転させ、第1リンク1と第
2リンク2との連結角θ1を所定の値に設定し、同
時に第2サーボモータ13で第3リンク4を回転
させ、第1リンク1と第3リンク4との連結角θ2
を所定の値に設定する。これで、このリンクの構
造上他リンクの連結角θ3、θ4、θ5がそれぞれ決ま
り、ハンド取り付け部11が所定の位置に移動す
る。
The first servo motor 1 is controlled by the control unit 27.
2, the second link 2 is rotated, the connection angle θ 1 between the first link 1 and the second link 2 is set to a predetermined value, and at the same time, the second link 4 is rotated by the second servo motor 13, and the first Connection angle between link 1 and third link 4 θ 2
Set to a predetermined value. With this, the connection angles θ 3 , θ 4 , and θ 5 of the other links are determined based on the structure of this link, and the hand attachment portion 11 is moved to a predetermined position.

なお、各関節上に設置した第1電磁ブレーキ1
4、第2電磁ブレーキ15、第3電磁ブレーキ1
6、第4電磁ブレーキ17、第5電磁ブレーキ1
8、をそれぞれ制御部27によつて制御して、連
結角θ1、θ2、が所定の値に設定される直前から
除々に作動させる。このように操作することによ
り、各電磁ブレーキがダンパの役割を果すことと
なり、リンクの停止時に発生する振動を抑制する
効果を生ずるので、ハンド取り付け部11の位置
決めが早く行われる。さらに、ハンド取り付け部
11の位置決めが完了したところで各電磁ブレー
キが完全に作動させると、リンクの連結角θ1
θ2、θ3、θ4、θ5、が固定され、リンクになんらか
の力が加わつてもハンド取付部11の位置は変わ
ることなく強固に保持できる。そして、第3サー
ボモーター26で第1プーリ19を所定の角だけ
回転させると、第1プーリ19から第1ベルト2
3を介して第2プーリ20へ、第2プーリ20か
ら第2ベルト24を介して第3プーリ21へ、第
3プーリ21から第3ベルト25を介して第4プ
ーリ22へと、第1プーリ19の動きを伝達し、
第4プーリ22に固定してあるハンド取り付け部
11が所定の姿勢に設定される。そこで、ハンド
取り付け部11に設置したチヤツク等(図示せ
ず)が作業を行う。なお、各プーリ間の距離を一
定であれば、プーリとベルトとの関係が一定に保
たれているので、移動範囲内の任意の位置で第3
サーボモーター26の動力が伝達され、ハンド取
り付け部11の姿勢の設定を行い得る。ここで、
各電磁ブレーキの出力トルクを同一にしてリンク
の保持力として寄与する大きさを見ると、リンク
の構造上第1電磁ブレーキ14および第2電磁ブ
レーキ15よりは第3電磁ブレーキ16および第
4電磁ブレーキ17の方が大きく、第3電磁ブレ
ーキ15および第4電磁ブレーキ16よりも第5
電磁ブレーキ17の方が大きい。このことは、本
発明によつて新らたに第3電磁ブレーキ15第4
電磁ブレーキ16、第5電磁ブレーキ17、を設
置したことにより、リンク全体の姿勢保持力が大
幅に大きくなつていることを示している。さて、
本実施例では第1、第2、第3の回転機構を構成
する回転駆動源として、サーボモーター12,1
3,26を使用しているが、これは何もサーボモ
ーターに限定するものでなく例えばパルスモータ
ー等を使用することも勿論できる。また、前記実
施例では伝動帯及び伝動車はそれぞれベルトとプ
ーリを使用したものを説明したが、これに限定す
るものではなく、タイミングベルトとタイミング
プーリ、チエーンとスプロケツト等を使用するこ
とも勿論可能である。尚、高精度の位置決めを行
う場合はタイミングベルトとタイミングプーリを
使用することが望ましい。
In addition, the first electromagnetic brake 1 installed on each joint
4, second electromagnetic brake 15, third electromagnetic brake 1
6, 4th electromagnetic brake 17, 5th electromagnetic brake 1
8 and 8 are respectively controlled by the control unit 27, and are gradually activated immediately before the coupling angles θ 1 and θ 2 are set to predetermined values. By operating in this manner, each electromagnetic brake plays the role of a damper, producing the effect of suppressing vibrations that occur when the link is stopped, so that the hand attachment portion 11 can be positioned quickly. Furthermore, when each electromagnetic brake is fully activated after the positioning of the hand attachment part 11 is completed, the connection angle θ 1 of the link,
θ 2 , θ 3 , θ 4 , and θ 5 are fixed, and the position of the hand attachment portion 11 can be firmly held without changing even if some force is applied to the link. Then, when the third servo motor 26 rotates the first pulley 19 by a predetermined angle, the first belt 2
3 to the second pulley 20, from the second pulley 20 to the third pulley 21 via the second belt 24, and from the third pulley 21 to the fourth pulley 22 via the third belt 25. Transmits 19 movements,
The hand attachment portion 11 fixed to the fourth pulley 22 is set in a predetermined posture. Therefore, a chuck or the like (not shown) installed in the hand attachment section 11 performs the work. Note that if the distance between each pulley is constant, the relationship between the pulley and the belt is kept constant, so the third
The power of the servo motor 26 is transmitted, and the posture of the hand attachment section 11 can be set. here,
Considering the magnitude of the contribution to the holding force of the link when the output torque of each electromagnetic brake is the same, due to the structure of the link, the third electromagnetic brake 16 and the fourth electromagnetic brake are stronger than the first electromagnetic brake 14 and the second electromagnetic brake 15. 17 is larger, and the fifth electromagnetic brake is larger than the third electromagnetic brake 15 and the fourth electromagnetic brake 16.
The electromagnetic brake 17 is larger. This means that the present invention newly provides the third electromagnetic brake 15 and the fourth brake.
It is shown that by installing the electromagnetic brake 16 and the fifth electromagnetic brake 17, the posture holding force of the entire link is significantly increased. Now,
In this embodiment, servo motors 12 and 1 are used as rotational drive sources constituting the first, second, and third rotation mechanisms.
3 and 26 are used, but this is not limited to a servo motor; for example, a pulse motor or the like may of course be used. Furthermore, in the above embodiment, the transmission band and the transmission wheel are explained as using a belt and a pulley, respectively, but the invention is not limited to this, and it is of course possible to use a timing belt and a timing pulley, a chain and a sprocket, etc. It is. Note that when performing highly accurate positioning, it is desirable to use a timing belt and a timing pulley.

ところで、第1、第2の回転機構は本実施例で
はそれぞれのリンクの回転中心に直結してある
が、外部に設置して間接的にリンクを駆動するこ
とも可能である。さらに、第1、第2、第3、第
4、第5、の回転ブレーキも各リンクの回転軸に
直結した電磁ブレーキを使用したものを説明した
が、これは機械的なブレーキでも勿論よいし、各
関節を外部から固定する筋肉様の機構を用いるこ
ともできる。
By the way, although the first and second rotation mechanisms are directly connected to the rotation centers of the respective links in this embodiment, they may be installed outside to drive the links indirectly. Furthermore, although we have explained that the first, second, third, fourth, and fifth rotary brakes use electromagnetic brakes that are directly connected to the rotating shaft of each link, mechanical brakes may also be used. , muscle-like mechanisms that externally fixate each joint can also be used.

また、ハンド取り付け部の回転位置決めは伝動
帯と伝動車を使用して間接的に行つた例を示した
が、これもこれに限定するものではない。第3回
転機構をハンド取り付け部の回転軸に直結して行
うことも可能である。第3回転機構をハンド取り
付け部回転軸に直結すると全体構成が簡潔にまと
まり位置決め精度も向上できる。しかしリンクの
駆動時に第3回転機構の慣性が付加され、第1、
第2の回転機構の回転軸に加わる慣性力が大きく
なるため、同じ駆動速度を得ようとするとどうし
ても第1、第2の回転機構の出力を大きくする必
要を生じる。出力を元のままに据置くと駆動速度
が小さくなる。前記実施例で説明した伝動車およ
び伝動帯で動力を伝達する構成の場合は、ハンド
取り付け部が軽くできるので、小出力のまま駆動
速度を速くできる利点がある。したがつてその選
択は用途に応じて定めることとなる。
Further, although an example has been shown in which the rotational positioning of the hand mounting portion is performed indirectly using a transmission band and a transmission wheel, this is not limited to this either. It is also possible to directly connect the third rotation mechanism to the rotation shaft of the hand attachment part. If the third rotation mechanism is directly connected to the rotating shaft of the hand attachment part, the entire configuration can be simplified and the positioning accuracy can be improved. However, when the link is driven, the inertia of the third rotation mechanism is added, and the
Since the inertial force applied to the rotation shaft of the second rotation mechanism increases, it becomes necessary to increase the outputs of the first and second rotation mechanisms in order to obtain the same drive speed. If the output is left unchanged, the drive speed will decrease. In the case of the configuration in which power is transmitted using the transmission wheel and transmission band described in the above embodiment, the hand attachment portion can be made lightweight, so there is an advantage that the driving speed can be increased while maintaining a small output. Therefore, the selection will depend on the purpose.

さらにまた回転機構として軸直結のモータを使
用した例で説明してきたが、これもこうした機構
に限定する必要はない。たとえば第6図に示した
ように、ラツク61、ピニオン62、シリンダ6
3で構成した機構を使用することもできる。
Furthermore, although an example has been described in which a shaft-directly connected motor is used as the rotation mechanism, there is no need to limit this mechanism to this type of mechanism either. For example, as shown in FIG. 6, the rack 61, pinion 62, cylinder 6
It is also possible to use the mechanism configured in point 3.

以上説明したように本発明によれば、閉ループ
構造を採用して簡単な構造であるため安価なロボ
ツトが得られる。また、低出力の駆動モーターの
使用が可能となるのと同時に剛性が高いので、高
精度の位置決めが高速で行い得る。さらに、耐食
性を考慮した部品を使用することにより、各関節
上にブレーキを設置してリンクの保持力を高めて
いるので潮流のある海底等で外部から力をうけて
作業する場合でも作業機構の位置が変わることが
ないのでその効果は顕著である。
As explained above, according to the present invention, an inexpensive robot can be obtained because the closed loop structure is adopted and the structure is simple. Moreover, since it is possible to use a low-output drive motor and at the same time has high rigidity, highly accurate positioning can be performed at high speed. Furthermore, by using parts with corrosion resistance in mind, a brake is installed on each joint to increase the holding power of the link, so even when working under external forces such as on the seabed with tidal currents, the working mechanism remains stable. The effect is remarkable because the position does not change.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のアーム型ロボツトの基本構成を
示す模式図、第2図は従来の平行リンク型ロボツ
トの基本構成を示す模式図である。第3図はこれ
ら従来の欠点を除去するために本発明者等が、か
つて提案した五節リンク式ロボツトの従来構成を
説明する模式図である。第4図は第3図の従来構
成を改良した本発明についてその一実施例の構成
を示した模式図であり、第5図は第4図における
リンクの構成とその動作を説明するための概略図
である。第6図は本発明の回転駆動機構の他の構
成例を示す概略図である。図中、1は第1リン
ク、2は第2リンク、3は第1関節、4は第3リ
ンク、5は第2関節、6は第4リンク、7は第3
関節、8は第5リンク、9は第4関節、10は第
5関節、11はハンド取り付け部、12は第1サ
ーボモーター、13は第2サーボモーター、14
は第1電磁ブレーキ、15は第2電磁ブレーキ、
16は第3電磁ブレーキ、17は第4電磁ブレー
キ、18は第5電磁ブレーキ、19は第1プー
リ、20は第2プーリ、21は第3プーリ、22
は第4プーリ、23は第1ベルト、24は第2ベ
ルト、25は第3ベルト、26は第3サーボモー
ター、27は制御部、61はラツク、62はピニ
オン、63はシリンダー、をそれぞれ示してい
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing the basic configuration of a conventional arm type robot, and FIG. 2 is a schematic diagram showing the basic configuration of a conventional parallel link type robot. FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the conventional configuration of a five-bar link type robot previously proposed by the present inventors in order to eliminate these conventional drawbacks. FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention, which is an improvement over the conventional configuration shown in FIG. 3, and FIG. 5 is a schematic diagram for explaining the configuration of the link in FIG. It is a diagram. FIG. 6 is a schematic diagram showing another example of the configuration of the rotational drive mechanism of the present invention. In the figure, 1 is the first link, 2 is the second link, 3 is the first joint, 4 is the third link, 5 is the second joint, 6 is the fourth link, and 7 is the third link.
Joints, 8 is the fifth link, 9 is the fourth joint, 10 is the fifth joint, 11 is the hand attachment part, 12 is the first servo motor, 13 is the second servo motor, 14
is the first electromagnetic brake, 15 is the second electromagnetic brake,
16 is a third electromagnetic brake, 17 is a fourth electromagnetic brake, 18 is a fifth electromagnetic brake, 19 is a first pulley, 20 is a second pulley, 21 is a third pulley, 22
indicates the fourth pulley, 23 the first belt, 24 the second belt, 25 the third belt, 26 the third servo motor, 27 the control section, 61 the rack, 62 the pinion, and 63 the cylinder, respectively. ing.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 一平面上に固定した第1リンクと、一端が前
記第1リンクの一端と回転自由に連結し、その連
結点を中心に回転する第2リンクと、一端を前記
第1リンクの他端に回転自由に連結し、前記第2
リンクと同様に回転する第3リンクと、一端を前
記第2リンクの他端と回転自由に連結し、その連
結点を中心に前記平面上を回転する第4リンク
と、一端を前記第3リンクの他端と回転自由に連
結し、前記第4リンクと同様に回転するととも
に、他端を前記第4リンクの他端と回転自由に連
結した第5リンクと、前記第1リンクと前記第2
リンクとの連結点に設置し、前記第1リンクに対
して前記第2リンクを所定の角度に回転させる第
1回転機構と、前記第1リンクと前記第3リンク
との連結点に設置し、前記第1リンクに対して前
記第3リンクを所定の角度に回転させる第2回転
機構と、で五節リンクを構成し、前記第1リンク
と前記第2リンクとの連結点、前記第1リンクと
前記第3リンクとの連結点、前記第2リンクと前
記第4リンクとの連結点、前記第3リンクと前記
第5リンクとの連結点、および前記第4リンクと
前記第5リンクとの連結点、にそれぞれその回転
運動を制動する第1、第2、第3、第4、および
第5、の回転ブレーキを備え、前記第4リンクと
前記第5リンクとの連結点を作業機構の取り付け
点とした、五節リンクロボツト。
1 A first link fixed on one plane, a second link having one end rotatably connected to one end of the first link and rotating around the connection point, and one end connected to the other end of the first link. The second
a third link that rotates in the same way as the link; a fourth link that has one end rotatably connected to the other end of the second link and rotates on the plane about the connection point; and one end that rotates on the plane a fifth link which is rotatably connected to the other end and rotates in the same manner as the fourth link, and whose other end is rotatably connected to the other end of the fourth link; and the first link and the second link.
a first rotation mechanism installed at a connection point with a link and rotating the second link at a predetermined angle with respect to the first link; installed at a connection point between the first link and the third link; a second rotation mechanism that rotates the third link at a predetermined angle with respect to the first link, forming a five-bar link; a connection point between the first link and the second link; and the third link, a connection point between the second link and the fourth link, a connection point between the third link and the fifth link, and a connection point between the fourth link and the fifth link. The connection point is provided with first, second, third, fourth, and fifth rotary brakes for braking the rotational motion, respectively, and the connection point between the fourth link and the fifth link is connected to the working mechanism. Five-bar link robot used as an attachment point.
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