[go: up one dir, main page]

JPH0825150B2 - 運動機構 - Google Patents

運動機構

Info

Publication number
JPH0825150B2
JPH0825150B2 JP3208679A JP20867991A JPH0825150B2 JP H0825150 B2 JPH0825150 B2 JP H0825150B2 JP 3208679 A JP3208679 A JP 3208679A JP 20867991 A JP20867991 A JP 20867991A JP H0825150 B2 JPH0825150 B2 JP H0825150B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
pair
axis direction
moving body
moving
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 - Fee Related
Application number
JP3208679A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0531683A (ja
Inventor
健 柳沢
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.)
Individual
Original Assignee
Individual
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 Individual filed Critical Individual
Priority to JP3208679A priority Critical patent/JPH0825150B2/ja
Priority to DE4224032A priority patent/DE4224032C2/de
Priority to US07/916,681 priority patent/US5311790A/en
Publication of JPH0531683A publication Critical patent/JPH0531683A/ja
Publication of JPH0825150B2 publication Critical patent/JPH0825150B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16H—GEARING
    • F16H19/00—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion
    • F16H19/02—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion
    • F16H19/04—Gearings comprising essentially only toothed gears or friction members and not capable of conveying indefinitely-continuing rotary motion for interconverting rotary or oscillating motion and reciprocating motion comprising a rack
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q1/00—Members which are comprised in the general build-up of a form of machine, particularly relatively large fixed members
    • B23Q1/25—Movable or adjustable work or tool supports
    • B23Q1/44—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms
    • B23Q1/56—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism
    • B23Q1/58—Movable or adjustable work or tool supports using particular mechanisms with sliding pairs only, the sliding pairs being the first two elements of the mechanism a single sliding pair
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00—Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02—Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/023—Cartesian coordinate type
    • B25J9/026—Gantry-type
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut
    • Y10T74/18624—Plural inputs, single output
    • Y10T74/1864—Shaft and nut driven
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut
    • Y10T74/18656—Carriage surrounded, guided, and primarily supported by member other than screw [e.g., linear guide, etc.]
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18576—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including screw and nut
    • Y10T74/18728—Backlash
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/18—Mechanical movements
    • Y10T74/18568—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary
    • Y10T74/18832—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including flexible drive connector [e.g., belt, chain, strand, etc.]
    • Y10T74/18848—Reciprocating or oscillating to or from alternating rotary including flexible drive connector [e.g., belt, chain, strand, etc.] with pulley
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00—Machine element or mechanism
    • Y10T74/20—Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
    • Y10T74/20341—Power elements as controlling elements
    • Y10T74/20354—Planar surface with orthogonal movement only

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は運動機構に関し、より詳
細には運動体をラックとピニオンギアを用いた機構で運
動させるための運動機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】運動体をラックとピニオンギアを用いた
機構で運動させるための運動機構としては欧州特許公報
ＥＰ−２６５−８５５−Ａに開示される技術がある。こ
の運動機構は運動体へ回転可能に挿通されたロッドの両
端にピニオンギアを固定し、そのピニオンギアをそれぞ
れ平行に配設された１対のラックにそれぞれ噛合させ、
前記ロッドの１端部にモータ（駆動手段）を取り付けた
運動機構である。この運動機構において、モータが回転
するとロッドが回転し、同時に１対のピニオンギアも同
方向へ同速度で回転する。ピニオンギアはラックと噛合
しているため、ロッドはラックの長さ方向へ移動する。
その際、ロッドは運動体に挿通されているので運動体も
ロッド及びモータと一体に移動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の運動機構には次のような課題がある。運動体の位
置決め精度がラックとピニオンギアの影響を多大に受け
るため、両者の間のバックラッシュにより当該位置決め
精度を高くするのが困難という課題がある。また、モー
タが停止中であってもラックとピニオンギアの噛合位置
は外力により簡単に変化してしまうので、運動体の位置
がずれるという課題がある。さらに、モータがロッド及
び運動体と一緒に移動するため、比較的重いモータ自身
の重量が負荷となり、モータのエネルギ消費が大きくな
ったり、高速運動の障害になるという課題がある。従っ
て、本発明は運動体の位置決め精度が高く、停止中の運
動体の位置を保持可能であり、可動部分の重量が軽く、
運動体を高速で運動可能な運動機構を提供することを目
的とする。
【０００４】上記課題を解決するため、本発明は次の構
成を備える。すなわち、基台と、該基台にＸ軸方向へ平
行に配設された１対のラックと、該１対のラックに沿っ
て前記Ｘ軸方向へ移動可能な１対の移動体と、前記Ｘ軸
方向と直角なＹ軸方向へ配されると共に、両端が前記１
対の移動体へそれぞれ連結されたパイプと、前記パイプ
に挿通され、前記Ｙ軸方向に沿って軸線が配され、前記
１対の移動体および前記パイプの前記Ｘ軸方向への移動
に伴って移動すると共に、軸線を中心に回転可能に装着
されたロッドと、該ロッドに同軸に固定されると共に、
前記１対のラックへそれぞれ噛合し、前記１対の移動体
および前記パイプの移動に伴い、前記Ｘ軸方向へ転動す
る１対のピニオンギアと、一方の前記移動体へ駆動力を
直接的に伝達し、前記一対の移動体および前記パイプを
前記Ｘ軸方向へ移動させると共に、その駆動を停止させ
た際には前記一方の移動体を移動不能な状態で停止させ
る駆動手段とを具備する。 また、本発明は、基台と、該
基台にＸ軸方向へ平行に配設された１対のＸ軸ラック
と、前記基台に前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向へ平行に
配設された１対のＹ軸ラックと、前記１対のＸ軸ラック
に沿って前記Ｘ軸方向へ移動可能な１対のＸ軸移動体
と、前記１対のＹ軸ラックに沿って前記Ｙ軸方向へ移動
可能な１対のＹ軸移動体と、前記Ｙ軸方向へ配されると
共に、両端が前記１対のＸ軸移動体へそれぞれ連結され
たＸ連結体と、前記Ｘ軸方向へ配されると共に、両端が
前記１対のＹ軸移動体へそれぞれ連結されたＹ連結体
と、前記１対のＸ軸移動体および／または前記Ｘ連結体
に、前記Ｙ軸方向に沿って軸線が配され、前記１対のＸ
軸移動体および前記Ｘ連結体の前記Ｘ軸方向への移動に
伴って移動すると共に、軸線を中心に回転可能に装着さ
れたＸロッドと、該Ｘロッドに同軸に固定されると共
に、前記１対のＸ軸ラックへそれぞれ噛合し、Ｘロッド
の移動に伴い、前記Ｘ軸方向へ転動する１対のＸ軸ピニ
オンギアと、一方の前記Ｘ軸移動体へ駆動力を直接的に
伝達し、前記一対のＸ軸移動体および前記Ｘ連結体を前
記Ｘ軸方向へ移動させると共に、その駆動を停止させた
際には前記一方のＸ軸移動体を移動不能な状態で停止さ
せるＸ軸駆動手段と、前記１対のＹ軸移動体および／ま
たは前記Ｙ連結体に、前記Ｘ軸方向に沿って軸線が配さ
れ、前記１対のＹ軸移動体および前 記Ｙ連結体の前記Ｙ
軸方向への移動に伴って移動すると共に、軸線を中心に
回転可能に装着されたＹロッドと、該Ｙロッドに同軸に
固定されると共に、前記１対のＹ軸ラックへそれぞれ噛
合し、Ｙロッドの移動に伴い、前記Ｙ軸方向へ転動する
１対のＹ軸ピニオンギアと、一方の前記Ｙ軸移動体へ駆
動力を直接的に伝達し、前記一対のＹ軸移動体および前
記Ｙ連結体を前記Ｙ軸方向へ移動させると共に、その駆
動を停止させた際には前記一方のＹ軸移動体を移動不能
な状態で停止させるＹ軸駆動手段と、前記Ｘ連結体およ
びＹ連結体上を前記Ｘ軸方向およびＹ軸方向へ移動可能
な運動体とを具備することを特徴とする運動機構にもあ
る。
【０００５】
【作用】作用について説明する。請求項１にかかる発明
によれば、ロッドがパイプに挿通されているため、ロッ
ドの捩じり変形は許容されるが、ロッドがたわむことは
抑制される。このため、ロッドの捩じり剛性によって、
運動体の慣性力によって発生する曲げモーメントを受
け、パイプ等の連結体の変形を抑制できることができる
と共に、ロッドは、たわみ変形が抑制されるためバラン
ス良く回転でき、一対の移動体の同期性能を著しく向上
できる。 また、ロッドが挿通されたパイプは、運動体に
挿通でき、その運動体の移動をガイドする連結体として
用いることができる。 また、請求項２にかかる発明によ
れば、荷重を四辺で支持して垂直荷重を分散して合理的
に受けることができると共に、運動体の移動する際のＸ
およびＹ連結体のそれぞれに作用する慣性力による曲げ
モーメントを、ＸおよびＹロッドの捩じり剛性によって
好適に受けることができる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明の好適な実施例について添付図
面と共に詳述する。 （第１実施例） 第１実施例について図１（平面図）と共に説明する。ま
ず、Ｘ軸方向の駆動機構について述べる。１０は基台で
あり、中央部分をくり抜いた枠体状に形成されている。
１２ａ、１２ｂはＸ軸ラックであり、基台１０上におい
てＸ軸方向へ互いに平行に配設されている。１４ａ、１
４ｂはＸ軸レールであり、基台１０上においてＸ軸方向
へ互いに平行、かつＸ軸ラック１２ａ、１２ｂのそれぞ
れの内側にＸ軸ラック１２ａ、１２ｂとも平行に配設さ
れている。１６ａ、１６ｂはＸ軸移動体であり、Ｘ軸レ
ール１４ａ、１４ｂへそれぞれ嵌合すると共に、Ｘ軸レ
ール１４ａ、１４ｂ上をＸ軸方向へ摺動可能になってい
る。また、Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂはＸ軸レール１４
ａ、１４ｂから、例えばアリ構造により外れを防止され
ている。１８はＸ連結体の一例であるＸパイプであり、
両端がＸ軸移動体１６ａ、１６ｂに固定されている。
【０００７】２０はＸ軸ボールネジであり、基台１０上
に固定されているギアボックス２２ａ、２２ｂに両端が
Ｘ軸方向の軸線を中心として回転可能に支持されてい
る。Ｘ軸ボールネジ２０はＸ軸レール１４ａの上方に、
Ｘ軸方向へ配設されると共に、Ｘ軸移動体１６ａに螺合
している。また、Ｘ軸ボールネジ２０の回転が停止中に
は現在の回転位置が保持可能になっており、位置ずれを
防止可能になっている。Ｘ軸ボールネジ２０が回転する
とＸパイプ１８により連結された両Ｘ軸移動体１６ａ、
１６ｂはＸ軸レール１４ａ、１４ｂ上をＸ軸方向へ移動
する。２４は駆動手段の一例であるＸ軸サーボモータで
あり、Ｘ軸ボールネジ２０を回転させる。Ｘ軸サーボモ
ータ２４の回転数、回転方向、回転量を制御することに
よりＸ軸ボールネジ２０の回転をコントロール可能にな
っている。２６はＸロッドであり、Ｘパイプ１８および
Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂに回転可能に貫挿している。
Ｘ軸移動体１６ａ、１６ｂから突出した両端にはＸ軸ピ
ニオンギア２８ａ、２８ｂが固定され、それぞれＸ軸ラ
ック１２ａ、１２ｂへ噛合している。
【０００８】続いて、Ｙ軸方向の駆動機構について述べ
る。３０ａ、３０ｂはＹ軸ラックであり、基台１０上に
おいてＸ軸と直角なＹ軸方向へ互いに平行に配設されて
いる。３２ａ、３２ｂはＹ軸レールであり、基台１０上
においてＹ軸方向へ互いに平行、かつＹ軸ラック３０
ａ、３０ｂのそれぞれの内側にＹ軸ラック３０ａ、３０
ｂとも平行に配設されている。３４ａ、３４ｂはＹ軸移
動体であり、Ｙ軸レール３２ａ、３２ｂへそれぞれ嵌合
すると共に、Ｙ軸レール３２ａ、３２ｂ上をＹ軸方向へ
摺動可能になっている。また、Ｙ軸移動体３４ａ、３４
ｂはＹ軸レール３２ａ、３２ｂから、例えばアリ構造に
より外れを防止されている。３６はＹ連結体の一例であ
るＹパイプであり、両端がＹ軸移動体３４ａ、３４ｂに
固定されている。３８はＹ軸ボールネジであり、基台１
０上に固定されているギアボックス２２ａ、２２ｃに両
端がＹ軸方向の軸線を中心として回転可能に支持されて
いる。Ｙ軸ボールネジ３８はＹ軸レール３２ａの上方
に、Ｙ軸方向へ配設されると共に、Ｙ軸移動体３４ａに
螺合している。また、Ｙ軸ボールネジ３８の回転が停止
中には現在の回転位置が保持可能になっており、位置ず
れを防止可能になっている。Ｙ軸ボールネジ３８が回転
するとＹパイプ３６により連結された両Ｙ軸移動体３４
ａ、３４ｂはＹ軸レール３２ａ、３２ｂ上をＹ軸方向へ
移動する。
【０００９】４０は駆動手段の一例であるＹ軸サーボモ
ータであり、Ｙ軸ボールネジ３８を回転させる。Ｙ軸サ
ーボモータ４０の回転数、回転方向、回転量を制御する
ことによりＹ軸ボールネジ３８の回転をコントロール可
能になっている。４２はＹロッドであり、Ｙパイプ３６
およびＹ軸移動体３４ａ、３４ｂに回転可能に貫挿して
いる。Ｙ軸移動体３４ａ、３４ｂから突出した両端には
Ｙ軸ピニオンギア４４ａ、４４ｂが固定され、それぞれ
Ｙ軸ラック３０ａ、３０ｂへ噛合している。４６は運動
体であり、Ｘパイプ１８およびＹパイプ３６が内部で直
交している。運動体４６はＸパイプ１８およびＹパイプ
３６上を移動可能になっており、上記Ｘ軸およびＹ軸方
向の駆動機構において、Ｘ軸サーボモータ２４および／
またはＹ軸サーボモータ４０が駆動されると、基台１０
中空部分の平面内を移動可能になっている。上記の構成
によると（第２実施例以下も同じ）、Ｘ軸ラック１２
ａ、１２ｂとＸ軸ピニオンギア２８ａ、２８ｂ、Ｙ軸ラ
ック３０ａ、３０ｂとＹ軸ピニオンギア４４ａ、４４ｂ
の噛合は、Ｘロッド２６、Ｙロッド４２に生じるトーシ
ョン（捩じり剛性）によりバックラッシュが可及的に消
滅させられるので、繰り返し位置決め精度を比較的向上
させることができる。さらに、駆動系にＸ軸ボールネジ
２０、Ｙ軸ボールネジ３８を使用しているので位置決め
の精度を格段に向上させ得る。
【００１０】（第２実施例）第２実施例について図２
（平面図）と共に説明する。なお、第１実施例と同一の
構成部材については第１実施例と同一の符号を付し説明
を省略する。５０は連結板であり、Ｙ軸移動体３４ａ、
３４ｂ同士を連結している。１本のＸ軸レール１４と、
Ｘ軸ボールネジ２０は連結板５０上に配設されている。
連結板５０はＹパイプ３６またはＹロッド４２と同様連
結体としての役目もする。また、Ｘ軸ボールネジ１４を
回転させるＸ軸サーボモータ２４はＹ軸移動体３４ａに
設けられている。Ｘ軸サーボモータ２４が可動部分に設
けられているが、従来の機構と比較すると、可動部分に
搭載されるモータは１個なので重量負荷は従来の半分に
抑制できる。運動体４６はＸ軸ボールネジ２０と螺合す
ると共に、Ｘ軸レール１４へ摺動可能に嵌合されてい
る。また、運動体４６には複数のロボットヘッド５２、
ワーク、工具等が取り付け可能になっている。
【００１１】（第３実施例）第３実施例について図３
（平面図）と共に説明する。本実施例は基台１２０上に
第２実施例の運動機構を４個組み合わせた実施例であ
る。Ｘ軸ボールネジ１００は運動体１０２を搭載した連
結板１０４をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動体１０６と
螺合し、運動体１０８を搭載した連結板１１０をＸ軸方
向へ移動させるＸ軸移動体１１２内は遊挿されている。
逆に、Ｘ軸ボールネジ１１４は運動体１０８を搭載した
連結板１１０をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動体１１６
と螺合し、運動体１０２を搭載した連結板１０４をＸ軸
方向へ移動させるＸ軸移動体１１８内は遊挿されてい
る。従って、運動体１０２、１０８のＸ軸方向の移動は
互いに独立して行うことができる。
【００１２】一方、Ｙ軸ボールネジ１２２は運動体１２
４を搭載した連結板１２６をＹ軸方向へ移動させるＹ軸
移動体１２８と螺合し、運動体１３０を搭載した連結板
１３２をＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動体１３４内は遊
挿されている。また、Ｙ軸ボールネジ１３６は運動体１
３０を搭載した連結板１３２をＹ軸方向へ移動させるＹ
軸移動体１３８と螺合し、運動体１２４を搭載した連結
板１２６をＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動体１４０内は
遊挿されている。従って、運動体１２４、１３０のＹ軸
方向の移動は互いに独立して行うことができる。上記の
構成により、４個の運動体１０２、１０８、１２４、１
３０は互いに独立してＸ−Ｙ方向へ移動可能になってい
る。
【００１３】（第４実施例）第４実施例について図４
（平面図）と共に説明する。なお、第１実施例と同一の
構成部材については第１実施例と同一の符号を付し説明
を省略する。Ｙ軸ピニオンギア４４ａ、４４ｂは、Ｙロ
ッド４２を介してＹ軸移動体３４ａ、３４ｂの外側面に
それぞれ回転可能に突設され、Ｙ軸ラック３０ａ、３０
ｂに噛合している。Ｙ軸移動体３４ａ、３４ｂ同士は、
連結体として中空のボールネジスプライン（ＢＳ）軸１
５０によって連結されている。ＢＳ軸１５０は外周面に
螺旋状のボールネジ溝１５２と、ボールネジ溝１５２を
横切り、軸線方向へ延びるスプライン溝１５４が複数本
刻設されている。Ｙロッド４２はＢＳ軸１５０の中空部
分に遊挿されている。運動体４６はＢＳ軸１５０に螺合
および嵌合し、複数のロボットヘッド５２等が取り付け
可能になっている。運動体４６の構造について図５と共
に説明する。図５において、１５６はボールネジナット
であり、ＢＳ軸１５０に外嵌し、多数の鋼球（不図示）
を介してボールネジ溝１５２に螺合すると共に、ＢＳ軸
１５０に対し回動自在になっている。ボールネジナット
１５６の外周面とハウジング１５８内面との間はボール
１６０を介してボールベアリングが形成されている。ボ
ールネジナット１５６の外側端面にはタイミングプーリ
１６２が固定されており、運動体４６に搭載されている
サーボモータ１６４の回転力がタイミングベルト１６６
を介してタイミングプーリ１６２およびボールネジナッ
ト１５６へ伝達可能になっている。
【００１４】１６８はスプライン筒であり、ＢＳ軸１５
０に外嵌し、スプライン溝１５４に嵌合すると共に、Ｂ
Ｓ軸１５０に対し回動自在になっている。。スプライン
筒１６８の外周面とハウジング１５８内面との間はボー
ル１７０を介してボールベアリングが形成されている。
スプライン筒１６８の外側端面にはタイミングプーリ１
７２が固定されており、運動体４６に搭載されているサ
ーボモータ１７４の回転力がタイミングベルト１７６を
介してタイミングプーリ１７２およびスプライン筒１６
８へ伝達可能になっている。このＢＳ軸１５０と運動体
４６の基本的構成（以下、ＢＳ運動機構と記す）は公知
のボールネジ・スプライン装置（例えば特開平１−２２
９１６０号公報参照）であるが、本実施例においてはボ
ールネジ・スプライン装置として使用するのではなく、
ＢＳ軸１５０の両端を回転不能にＹ軸移動体３４ａ、３
４ｂへ固定することにより、運動体４６をＢＳ軸１５０
に沿ってＸ軸方向へ移動可能、かつＢＳ軸１５０を中心
として回動可能にした。すなわち、ボールネジナット１
５６のみが回転する場合、運動体４６はＢＳ軸１５０に
沿って移動する。ボールネジナット１５６とスプライン
筒１６８が回転する場合、運動体４６はＢＳ軸１５０を
中心に回動する。さらに、スプライン筒１６８のみが回
転す場合、運動体４６は直線運動と回転運動の合成運動
を行う。
【００１５】なお、２個のモータ１６４、１７４を運動
体４６に搭載しているが、適宜なクラッチ（例えば特願
平２−３７８４６号参照）を採用すれば１個のモータで
作動させることができる。さらに、運動体４６の回動量
が少ない場合はスプライン筒１６８の回転はモータでは
なくキックシリンダ等で行ってもよい。本実施例におい
て、運動体４６のＹ軸方向の移動は先行実施例と同様、
Ｙ軸ボールネジ３８の駆動により、一方、運動体４６の
Ｘ軸方向の移動はＢＳ運動機構による。運動体４６がＢ
Ｓ軸１５０を中心として回動可能なのでロボットヘッド
５２等の角度を変化させることが可能となる。本実施例
において、ＢＳ機構を駆動させるモータ１６４、１７４
が運動体４６に設けられている。従って、その分重量負
荷が大きくなってしまうが、運動体４６の回動機能が不
要であれば、スプライン筒１６８を回転させる必要がな
いのでモータが１個で済み、第２実施例と同様、従来の
機構と比較すると、可動部分に搭載されるモータは１個
なので重量負荷は従来の半分に抑制できる。モータの代
わりにキックシリンダを使用すれば更に重量負荷を軽減
可能となる。なお、この応用として、１本のＢＳ軸１５
０に複数の運動体４６を組み合わせてもよい。
【００１６】（第５実施例）第５実施例について図６
（平面図）と共に説明する。本実施例は基台２００上に
第４実施例の運動機構を４個組み合わせた実施例であ
る。Ｘ軸ボールネジ２０２は運動体２０４を搭載したＢ
Ｓ機構２０６をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動体２０８
と螺合し、運動体２１０を搭載したＢＳ機構２１２をＸ
軸方向へ移動させるＸ軸移動体２１４内は遊挿されてい
る。逆に、Ｘ軸ボールネジ２１６は運動体２１０を搭載
したＢＳ機構２１２をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動体
２１８と螺合し、運動体２０４を搭載したＢＳ機構２０
６をＸ軸方向へ移動させるＸ軸移動体２２０内は遊挿さ
れている。従って、運動体２０４、２１０のＸ軸方向の
移動は互いに独立して行うことができる。
【００１６】一方、Ｙ軸ボールネジ２２２は運動体２２
４を搭載したＢＳ機構２２６をＹ軸方向へ移動させるＹ
軸移動体２２８と螺合し、運動体２３０を搭載したＢＳ
機構２３２をＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動体２３４内
は遊挿されている。また、Ｙ軸ボールネジ２３６は運動
体２３０を搭載したＢＳ機構２３２をＹ軸方向へ移動さ
せるＹ軸移動体２３８と螺合し、運動体２２４を搭載し
たＢＳ機構２２６をＹ軸方向へ移動させるＹ軸移動体２
４０内は遊挿されている。従って、運動体２２４、２３
０のＹ軸方向の移動は互いに独立して行うことができ
る。上記の構成により、４個の運動体２０４、２１０、
２２４、２３０は互いに独立してＸ−Ｙ方向へ移動可能
になっている。以上、本発明の好適な実施例について種
々述べてきたが、本発明は上述の実施例に限定されるの
ではなく、例えば運動体の運動方向は２次元に限定され
ず、直線運動だけでもよいし、運動体に運動体の運動平
面と直角な方向へ移動可能な機構を設け、３次元運動機
構を構成してもよい等、発明の精神を逸脱しない範囲で
さらに多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００１７】
【発明の効果】請求項１にかかる発明によれば、ロッド
がパイプに挿通されているため、ロッドの捩じり変形は
許容されるが、ロッドがたわむことは抑制される。この
ため、ロッドの捩じり剛性によって、運動体の慣性力に
よって発生する曲げモーメントを受け、パイプ等の連結
体の変形を抑制できることができると共に、ロッドは、
たわみ変形が抑制されるためバランス良く回転でき、一
対の移動体の同期性能を著しく向上できる。従って、運
動体の運動性能を向上できるという著効を奏する。特に
運動体の移動範囲が広くロッドを長く設ける必要のある
場合に有効である。もし、ロッドがたわんだ場合には、
偏心回転による脈動振動および騒音が発生してしまい、
運動性能を向上できないのである。 また、ロッドが挿通
されたパイプは、運動体に挿通でき、その運動体の移動
をガイドする連結体として用いることができる。このよ
うに、連結体であるパイプおよびロッドを好適に配する
ことができ、装置の薄型簡略化および軽量化を図ること
が可能である。 また、請求項２にかかる発明によれば、
ラック、ピニオンおよびロッドからなる構成で、Ｘおよ
びＹ連結体のそれぞれの両端の移動同期をとって、運動
体をＸ−Ｙ方向にバランスよく運動（二次元運動）でき
る運動機構を好適に実現させている。すなわち、荷重を
四辺で支持して垂直荷重を分散して合理的に受けること
ができると共に、運動体の移動する際のＸおよびＹ連結
体のそれぞれに作用する慣性力による曲げモーメント
を、ＸおよびＹロッドの捩じり剛性によって好適に受け
ることができる。このため、運動体を、高い位置決め精
度で二次元運動させることができると共に、連結体を構
成する部材は、慣性力による曲げモーメントに対する曲
げ剛性の必要がなくなり、搭載重量を支持するだけの剛
性を確保すればよく、軽量化が可能となる。連結体等の
軽量化は慣性力の低減につながり、運動体の運動の高速
化が可能となる。この効果は、本発明の場合にはＸＹの
二次元に作用するため、相乗的に有効であり、運動体の
移動範囲が広い場合ほど好適に作用するのである。現実
に、本発明によれば、その構成がＸＹに対称的に配設さ
れ、ＸＹの二次元にバランス良く作用できるため、一方
向のみに同期機構を備え る場合に比べ、剛性および減衰
性等が数十倍以上も向上し、運動体の運動性能を飛躍的
に向上できるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る運動機構の第１実施例を示した平
面図。
【図２】第２実施例を示した平面図。
【図３】第３実施例を示した平面図。
【図４】第４実施例を示した平面図。
【図５】第４実施例の運動体の構造を示した部分断面
図。
【図６】第５実施例を示した平面図。
【符号の説明】
１２ａ、１２ｂ Ｘ軸ラック １６ａ、１６ｂ Ｘ軸移動体 １８ Ｘロッド ２０ Ｘ軸ボールネジ ２４ Ｘ軸サーボモータ ２８ａ、２８ｂ Ｘ軸ピニオンギア ３０ａ、３０ｂ Ｙ軸ラック ３４ａ、３４ｂ Ｙ軸移動体 ３６ Ｙロッド ３８ Ｙ軸ボールネジ ４０ Ｙ軸サーボモータ ４４ａ、４４ｂ Ｙ軸ピニオンギア ４６ 運動体 ５０ 連結板 １５０ ＢＳ軸

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 基台と、 該基台にＸ軸方向へ 平行に配設された１対のラックと、該１対のラックに沿って前記Ｘ軸方向へ 移動可能な１対
    の移動体と、前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向へ配されると共に、両端
    が前記１対の移動体へそれぞれ連結されたパイプと、 前記パイプに挿通され、前記Ｙ軸方向に沿って軸線が配
    され、前記１対の移動 体および前記パイプの前記Ｘ軸方
    向への移動に伴って移動すると共に、軸線を中心に回転
    可能に装着されたロッドと、 該ロッドに同軸に固定されると共に、前記１対のラック
    へそれぞれ噛合し、前記１対の移動体および前記パイプ
    の移動に伴い、前記Ｘ軸方向へ転動する １対のピニオン
    ギアと、一方の前記移動体へ駆動力を直接的に伝達し、前記一対
    の移動体および前記パイプを前記Ｘ軸方向へ移動させる
    と共に、その駆動を停止させた際には前記一方の移動体
    を移動不能な状態で停止させる駆動手段 とを具備するこ
    とを特徴とする運動機構。
  2. 【請求項２】 基台と、 該基台にＸ軸方向へ平行に配設された１対のＸ軸ラック
    と、 前記基台に前記Ｘ軸方向と直角なＹ軸方向へ平行に配設
    された１対のＹ軸ラックと、 前記１対のＸ軸ラックに沿って前記Ｘ軸方向へ移動可能
    な１対のＸ軸移動体と、 前記１対のＹ軸ラックに沿って前記Ｙ軸方向へ移動可能
    な１対のＹ軸移動体と、 前記Ｙ軸方向へ配されると共に、両端が前記１対のＸ軸
    移動体へそれぞれ連結されたＸ連結体と、 前記Ｘ軸方向へ配されると共に、両端が前記１対のＹ軸
    移動体へそれぞれ連結されたＹ連結体と、 前記１対のＸ軸移動体および／または前記Ｘ連結体に、
    前記Ｙ軸方向に沿って 軸線が配され、前記１対のＸ軸移
    動体および前記Ｘ連結体の前記Ｘ軸方向への移動に伴っ
    て移動すると共に、軸線を中心に回転可能に装着された
    Ｘロッドと、 該Ｘロッドに同軸に固定されると共に、前記１対のＸ軸
    ラックへそれぞれ噛合し、Ｘロッドの移動に伴い、前記
    Ｘ軸方向へ転動する１対のＸ軸ピニオンギアと、 一方の前記Ｘ軸移動体へ駆動力を直接的に伝達し、前記
    一対のＸ軸移動体および前記Ｘ連結体を前記Ｘ軸方向へ
    移動させると共に、その駆動を停止させた際には前記一
    方のＸ軸移動体を移動不能な状態で停止させるＸ軸駆動
    手段と、 前記１対のＹ軸移動体および／または前記Ｙ連結体に、
    前記Ｘ軸方向に沿って軸線が配され、前記１対のＹ軸移
    動体および前記Ｙ連結体の前記Ｙ軸方向への移動に伴っ
    て移動すると共に、軸線を中心に回転可能に装着された
    Ｙロッドと、 該Ｙロッドに同軸に固定されると共に、前記１対のＹ軸
    ラックへそれぞれ噛合し、Ｙロッドの移動に伴い、前記
    Ｙ軸方向へ転動する１対のＹ軸ピニオンギアと、 一方の前記Ｙ軸移動体へ駆動力を直接的に伝達し、前記
    一対のＹ軸移動体および前記Ｙ連結体を前記Ｙ軸方向へ
    移動させると共に、その駆動を停止させた際には前記一
    方のＹ軸移動体を移動不能な状態で停止させるＹ軸駆動
    手段と、 前記Ｘ連結体およびＹ連結体上を前記Ｘ軸方向およびＹ
    軸方向へ移動可能な運動体とを具備することを特徴とす
    る運動機構。
JP3208679A 1991-07-25 1991-07-25 運動機構 Expired - Fee Related JPH0825150B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3208679A JPH0825150B2 (ja) 1991-07-25 1991-07-25 運動機構
DE4224032A DE4224032C2 (de) 1991-07-25 1992-07-21 Antriebssystem
US07/916,681 US5311790A (en) 1991-07-25 1992-07-22 Drive system

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3208679A JPH0825150B2 (ja) 1991-07-25 1991-07-25 運動機構

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0531683A JPH0531683A (ja) 1993-02-09
JPH0825150B2 true JPH0825150B2 (ja) 1996-03-13

Family

ID=16560272

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3208679A Expired - Fee Related JPH0825150B2 (ja) 1991-07-25 1991-07-25 運動機構

Country Status (3)

Country Link
US (1) US5311790A (ja)
JP (1) JPH0825150B2 (ja)
DE (1) DE4224032C2 (ja)

Families Citing this family (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5398579A (en) * 1992-04-16 1995-03-21 Bando Kiko Co., Ltd. Glass plate cutting device
DE4313458C2 (de) * 1993-04-24 1996-09-05 Matthias Schum 3-D-Koordinaten-Meßmaschine
US5613400A (en) * 1994-01-18 1997-03-25 Nsk Ltd. Ball screw device with resonance preventing means for a screw shaft and table drive device including the same
KR0129664Y1 (ko) * 1994-06-30 1999-01-15 김광호 로보트의 방진장치
JPH08277898A (ja) * 1995-04-05 1996-10-22 Takeshi Yanagisawa ロボット装置
JP3557719B2 (ja) * 1995-05-25 2004-08-25 日本精工株式会社 送り装置
JPH091259A (ja) * 1995-06-14 1997-01-07 Amada Mfg America Inc 工作機械のワーク送り装置およびこれを用いた工作機械
JPH09129348A (ja) * 1995-11-07 1997-05-16 Yazaki Corp 端子挿入方法及び端子挿入装置
CN1057245C (zh) * 1995-07-27 2000-10-11 柳泽健 运动机构
US6604624B2 (en) 1998-09-22 2003-08-12 Hirata Corporation Work conveying system
DE10261995B4 (de) * 2002-01-27 2005-11-24 Kendro Laboratory Products Gmbh Objekt-Lagervorrichtung
GB0404345D0 (en) * 2004-02-27 2004-03-31 Depuy Int Ltd Surgical jig and methods of use
US7128356B2 (en) * 2005-03-01 2006-10-31 Bassett Brenda J Cargo box assembly and method of use thereof
TWI302862B (en) * 2006-05-18 2008-11-11 Univ Chung Yuan Christian Toggle-type positioning platform and toggle-type machine center
US20100077877A1 (en) * 2008-09-26 2010-04-01 Ming-Hung Hsieh Rotary micro-adjustment mechanism for a synchronous double-drive positioning platform
PL2560786T3 (pl) * 2010-04-20 2017-09-29 Promotech Sp. Z.O.O. Sposób i urządzenie wycinania otworów w powierzchniach płaskich, wklęsłych bądź wypukłych
CN102874533B (zh) * 2012-10-12 2015-03-18 嘉兴市日新自动化科技有限公司 无轴辊轮存放货架
US11331789B2 (en) 2014-05-30 2022-05-17 James Douglass Penn Positioning system
AU2015266576B2 (en) * 2014-05-30 2019-11-21 James Douglass PENN Positioning system
CN104440817B (zh) * 2014-12-04 2017-04-12 山东大学 一种空间三维微位移精密定位装置
US10427609B2 (en) * 2016-12-20 2019-10-01 Shanghai Yanfeng Jinqiao Automotive Trim Systems Co. Ltd. Vehicle interior component
CN108656152A (zh) * 2018-06-01 2018-10-16 安徽知之信息科技有限公司 一种直角坐标机器人的移动辅助装置
CN112408001A (zh) * 2020-10-27 2021-02-26 江苏天沃重工科技有限公司 一种散装机移动装置及其控制方法
CN112497232A (zh) * 2020-12-15 2021-03-16 烟台工程职业技术学院(烟台市技师学院) 一种机械手的操纵装置及其操纵方法
CN114434430B (zh) * 2022-04-12 2022-06-14 深圳正为格智能科技有限公司 一种消防机器人用机械手臂

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US831574A (en) * 1905-12-04 1906-09-25 Merritt F Stanley Piano-bench.
FR1187997A (fr) * 1959-01-20 1959-09-17 Commissariat Energie Atomique Télémanipulateur à transmission magnétique pour manipulation à l'intérieur d'enceintes étanches
US3517624A (en) * 1968-04-29 1970-06-30 Texas Instruments Inc Movable table surface and means of positioning same
JPS5937155B2 (ja) * 1977-09-01 1984-09-07 新明和工業株式会社 自動溶接装置
US4226191A (en) * 1979-02-26 1980-10-07 University Of Miami Remotely controlled roller platform for use in a visual aid system
LU83224A1 (de) * 1981-03-18 1983-02-22 Arbed Verfahren und vorrichtung zum messen des fuellstandes in stranggiesskokillen
JPS57173488A (en) * 1981-04-20 1982-10-25 Hitachi Ltd X-y conveyor
GB2120202A (en) * 1982-05-03 1983-11-30 Nova Robotics Inc Industrial robot
FR2605544A1 (fr) * 1986-10-24 1988-04-29 Microbo Sa Robot industriel
JPS63113584U (ja) * 1987-01-20 1988-07-21
JPS63191533A (ja) * 1987-01-30 1988-08-09 Kokuyou Denki Kogyo Kk ２次元位置決め駆動装置
JPH06100254B2 (ja) * 1988-05-31 1994-12-12 健 柳沢 ２次元運動機構
JP2858763B2 (ja) * 1988-11-15 1999-02-17 健 柳沢 ２次元運動機構
JPH038826U (ja) * 1989-06-15 1991-01-28
JPH02225857A (ja) * 1990-01-06 1990-09-07 Canon Inc ボールネジ装置
US5165296A (en) * 1990-01-12 1992-11-24 Ken Yanagisawa Drive system
US5092193A (en) * 1990-06-06 1992-03-03 Ken Yanagisawa Drive system

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0531683A (ja) 1993-02-09
DE4224032C2 (de) 1997-03-20
DE4224032A1 (de) 1993-01-28
US5311790A (en) 1994-05-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0825150B2 (ja) 運動機構
US5698959A (en) Robot with two dimensional driving mechanism
JPH05106705A (ja) ２次元運動機構
WO2013018229A1 (ja) 複合駆動装置及びロボット
JPH1094928A (ja) 工作機械のテーブル移送装置
WO2016133105A1 (ja) 産業用ロボット
US6698982B2 (en) Machine tool
JP2759032B2 (ja) 減速機
US4916963A (en) Moving table unit
CN109434869B (zh) 一种圆柱副形式的主动驱动关节
JP2002503940A (ja) 線形駆動装置
JPH0751972A (ja) 回転運動機構
US11745365B2 (en) 3-axis parallel linear robot
JP3159449B2 (ja) 固定支点，揺動力点，揺動作用点を有するてこ装置およびこれを用いた機械装置
JPH09272031A (ja) テーブル駆動装置
JPH0726673B2 (ja) 運動機構
JPH1110577A (ja) 直線作動装置
JP2536943B2 (ja) 連設型運動機構
JPH08112787A (ja) ロボット
JP2804483B2 (ja) ２次元運動機構
JPH08118269A (ja) 産業用ロボット
JP3882814B2 (ja) ロボット
JPH03166083A (ja) ロボツト用手首装置及び産業用ロボツト
JPS62251090A (ja) 産業用ロボツト
JPH0811336B2 (ja) Ｘｙテーブル

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees