连杆动作装置的控制装置的制造方法_4

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不保证通过最短路径。
[0129] 说明第二分割方法。在该方法中,前端侧的连杆枢穀15在最短距离而移动的路径 上作出一个W上的中转姿势,在上述路径上的上述起点姿势、中转姿势、W及终点姿势中的 任意一个的各姿势中,构成相邻姿势之间所形成的距离等的量为规定量W下的连杆枢穀15 的姿势(0、4)所对应的各臂部11a~13a的旋转角作为上述中转点。在该场合,从上述 连杆枢穀15的姿势(0、4),W逆序变换的变换式来求出各臂部11a~13a的旋转角也可 W。
[0130] 第二分割方法中,更具体地说,根据前端侧的连杆枢穀15的某起点姿势(折角、旋 转角)A( 0a、4a)与终点姿势(0b、4b),在姿势A、B之间移动的前端侧的连杆枢穀15的 路径尽量W最短的方式而求出。此时,根据需要,通过进行适宜的近似而求出路径的时间可 W被缩短。从起点姿势A到终点姿势B的路径分割为多个姿势,从各前端侧的连杆枢穀15 的姿势N( 0n、(l)n),根据逆序变换算法得到相对各连杆枢穀15的姿势的臂部轴的旋转角 N(PIn,P2n,P3n)。 阳131] 上述逆序变换算法,为比如根据上述的关系式(A)从折角0W及转向角4算出 旋转角Pn的变换。连杆姿势控制根据同步控制部45的控制将各轴的促动器3的位置同步 进行移动而控制。说明第=分割方法。在该方法中,根据前端侧的连杆枢穀15的某起点姿 势A(0a、4a)与终点姿势B(0b、4b),W逆序变换的变换式来求出:各自的折角0的移 动量A0与转向角的移动量A 为了构成规定的移动量W下而等分的前端侧的连杆 枢穀15的姿势(0 1、0 2.......目n、4 1、4 2......4n),将该求出的连杆枢穀15的姿势 (01、02.......0n、41、42......4n)作为上述中转姿势。在此,n=(分割数-1)。
[0132] 在第S分割方法中,更具体地说,在前端侧的连杆枢穀15的某起点姿势(折角、 旋转角)A( 0a、4a)与终点姿势B( 0b、4b)之间,分别W等间隔分割折角移动量A0 与旋转角移动量A4,求出前端侧的连杆枢穀15的多个姿势。此时,分割后的移动量变 为规定的移动角度W下。接着,从前端侧的连杆枢穀15的各姿势N(0a+nXA0/M、 d)a+nXA4/M),W逆序变换算法来得到臂部轴的旋转角N(PIn,P化,P化)。在此,N、 n为分割后的各姿势的第N(或n)个,M为分割数。
[0133] 连杆姿势控制根据同步控制部45的控制,将各轴的位置W同步移动的方式进行。 如此,折角0的移动量A0与转向角4的移动量A4均为了成为规定的移动量W下而 等分,由此,能够更加减少干设,进行不会产生过大负荷的驱动。
[0134]即使在上述第1、2、3中的任何一个分割方法的场合下,姿势变更控制机构41的 同步控制部45在运些方法获得的前端侧的连杆枢穀15的某起点姿势A(目曰、4)曰)向终 点姿势B( 0b、(l)b)的移动路径中,如图7所示的那样,向各臂部轴61~63的旋转角 PA(Ma,62曰,63曰)、旋转角PB(Mb,P2b,P3b)的控制W通过中途的中转点不进行 加减速的方式进行定位控制。 阳135]在该场合,将表3所显示的各轴的旋转角位置通过同步控制部45而进行同步移动 而进行。目P,关于所有的臂部11a~13a的轴P1~P3,进行梯形速度控制的加速的时间 (时刻(1)~似)、W及减速的时间(时刻(4)~巧))一致,比如时刻做等那样,在进行 等速动作期间(时刻(2)~(4)),W通过各中间点的方式进行控制。 阳136]【表3】 阳137]
[013引如此,通过不加减速地定位控制中间点,能够从起点姿势A到终点姿势BW-定速 度进行顺杨的驱动。
[0139] 根据W上的各实施方式,将连杆作动装置1W广角进行姿势变更的场合,驱动中 途的各臂部旋转角的相对位置关系为多个连杆机构的相互关系,能够W不会从唯一确定的 满足式(A)的位置产生较大的偏移的方式进行定位控制,由此,能够对连杆不施加过大负 荷,而且能够高速移动。
[0140]将该发明的第2实施形式与图8~13共同进行说明。关于与第1实施方式相同 的位置采用相同的标号,将说明省略。图8为在将连杆动作装置的一部分省略的正面图上, 将显示各种的圆周方向的角度的说明附图进行附加的附图。如该图所示,该连杆作动装置1 具有:连杆动作装置主体2 ;支承该连杆动作装置主体2的基座52 ;使连杆动作装置主体2 动作的多个促动器3 ;控制运些促动器3的控制装置4 ;姿势计算装置59。在该例子中,控 制装置4W及姿势计算装置59设置于控制组件54的内部,但是,控制装置4W及姿势计算 装置59也可独立于控制组件54而设置。 阳141]基端侧的连杆枢穀14和前端侧的连杆枢穀15中,贯通孔10在其中屯、部沿轴方向 而形成,外形为呈球面状的面包圈形状。贯通孔10的中屯、与基端侧和前端侧的连杆枢穀 14、15的中屯、轴QA、地一致。
[0142]端部连杆部件11a~13a、l化~13b与中间连杆部件11c~13c的各旋转对偶中 屯、轴S1~S2既可具有某交差角,也可平行。图中的例子具有交差角,将该交差角称为"中 央连杆部件的轴角T"。旋转对偶部中屯、轴SI为"W可自由旋转的方式连接于基端侧的端 部连杆部件上的中央连杆部件的连接端轴",旋转对偶部中屯、轴S2为可自由旋转的方 式连接于前端侧的端部连杆部件上的中央连杆部件的连接端轴"。 阳143] 折角0为相对基端侧的连杆枢穀14的中屯、轴QA,前端侧的连杆枢穀15的中屯、轴 地所倾斜的垂直角度;转向角4为相对基端侧的连杆枢穀14的中屯、轴QA,前端侧的连杆 枢穀15的中屯、轴地所倾斜的水平角度。又,转向角4将从前端侧的连杆枢穀15侧观看 沿逆时针旋转的方向称之为正方向。
[0144] 图13为展开基端侧的连杆枢穀14、基端侧的端部连杆部件11a~13a、W及中央 连杆部件11c~13c而表示的剖视图。关于基端侧的连杆枢穀2,上述轴向的通孔10与外 周侧连通的半径方向的轴孔111于圆周方向形成=个。根据设置于各轴孔111内的两个轴 承112,轴部件113分别W可被自由旋转的方式而支承。在图的例子中,各轴部件113处于 圆周方向均等分配的位置,但是并不限定于此。轴部件113的外侧端部从基端侧的连杆枢 穀14突出,在其突出螺纹部113a连接有基端侧的端部连杆部件11a~13曰,通过螺母114 而进行梓紧固定。在图的例子中,端部连杆部件的轴角a为90°,但不限于此。
[0145] 上述轴承112例如为深槽球轴承等的滚动轴承,其外圈(图中未示出)与上述轴 孔111的内周嵌合,其内圈(图中未示出)与上述轴部件113的外周嵌合。通过止动圈115 而防止外圈的抽出。另外,在内圈与基端侧的端部连杆部件11a~13a之间介设有间隔件 116,螺母114的紧固力经由基端侧的端部连杆部件11a~13a和间隔件116传递给内圈, 对轴承112施加规定的预负荷。
[0146] 各基端侧的端部连杆部件11a~13a的圆周方向位相如下表示。即,规定构成WS 组的连杆机构11~13中的一个为基准的连杆机构11,构成该基准的连杆机构11中的基端 侧的端部连杆部件11a的连接端轴(指旋转对偶中屯、轴S3)的圆周方向位相作为51(比 如51=0)。而且,相对该基端侧的端部连杆部件11a的连接端轴S3的其它的两个基端侧 的端部连杆部件12a、13a的连接端轴S4、S5的圆周方向的间隔角分别为5 2、5 3。间隔角 5n(n= 1、2、3)将从前端侧的连杆枢穀15侧观看沿逆时针旋转的方向称之为正方向。
[0147] 又,关于基端侧的端部连杆部件11a~13a与中央连杆部件11c~13c的旋转对 偶部T1~T3,形成下述构造,于中央连杆部件11c~13c的两端所形成的通孔118上设置 两个轴承119,通过运些轴承119,将基端侧的端部连杆部件11a~13a的前端的轴部120 W可自由旋转的方式支承。轴承119通过间隔件121W螺母122而进行紧固固定。
[0148] 上述轴承119比如为深槽球轴承等的滚动轴承,其外圈(图中未示出)与上述通 孔118的内周嵌合,其内圈(图中未示出)与上述轴部120的外周嵌合。通过止动圈123 而防止外圈的抽出。另外,螺合于轴部120的前端螺纹部120a的螺母122的紧固力经由间 隔件121传递给内圈,对轴承119施加规定的预负荷。 阳149] 图13中,对基端侧的端部连杆部件11a~13a与中央连杆部件11c~13c的旋转 对偶部T1,W其旋转对偶中屯、轴S1上的两个轴承119的轴方向的中屯、位置表示。代替它, 将旋转对偶部T1位于旋转对偶中屯、轴S1上,而且在=组连杆机构11~13的全部上,从基 端侧的连杆枢穀14的球面中屯、PA的距离为相同的位置来表示也可W。如此,在将旋转对 偶部T1W-点来表示的位置进行表示的场合,如图8所示那样,各连杆机构11~13的旋 转对偶部T1平时位于相同圆周E上。 阳150] 各连杆机构11~13的旋转对偶部T1的圆周方向位相如下表示。目P,构成该基准 的连杆机构11的旋转对偶部T1的,相对基端侧的端部连杆部件11a的连接端轴S3的圆周 方向的间隔角为el。而且,相对构成该基准的连杆机构11的旋转对偶部T1的其它两个 旋转对偶部T1的圆周方向的间隔角分别作为e2、e3(图中未示出)。间隔角为en(n= 1、2、3......)也将从前端侧的连杆枢穀15侧观看沿逆时针旋转的方向称之为正方向。又, 如图8所示那样,前端侧的连杆枢穀15的姿势处于原点位置(0 = 0、4 = 0)的状态下, 构成基准的连杆机构11的旋转对偶部T1的圆周方向位相为e0。 阳151] W上,与图13 -起,对基端侧的连杆枢穀14与基端侧的端部连杆部件11a~13a 的连接构造、W及基端侧的端部连杆部件11a~13a与中央连杆部件11c~13c的连接构 造进行说明,但是,前端侧的连杆枢穀15与前端侧的端部连杆部件1化~13b的连接构造、 W及前端侧的端部连杆部件1化~13b与中央连杆部件11c~13c的连接构造也为相同的 构成。 阳152]如此,形成各连杆机构11~13中的四个旋转对偶部T1~T4上设置轴承112、119 的结构,据此,能够抑制在各对偶部T1~T4上的摩擦阻力、谋求降低旋转阻力,在能够确保 顺杨的动力传达的同时,能够提高耐久性。 阳153]在设置该轴承112、119的结构中,对轴承112、119付与预负荷,由此,径向间隙与 轴向间隙消失,可W抑制旋转对偶部T1~T4的晃动,基端侧的连杆枢穀14侧与前端侧的 连杆枢穀15侧之间的旋转相位差变消失,能够维持等速性,同时可抑制震动、异音的发生。 特别是,上述轴承112、119的轴承间隙为负间隙,由此,输入输出之间所产生的侧隙可W减 小。
[0154]通过将轴承112W埋设状态设置于基端侧的连杆枢穀14与前端侧的连杆枢穀15, 可W不将连杆动作装置主体2整体的外形扩大,而将基端侧的连杆枢穀14与前端侧的连杆 枢穀15的外形扩大。因此,将基端侧的连杆枢穀14与前端侧的连杆枢穀15安装于其它部 件的安装空间容易保证。
[0K5]在图8中,基座52为长条的部件,在其顶面上固定有连杆动作装置主体2的基端 侧的连杆枢穀14。在基座52的顶部的外周上,设置有凸缘状的促动器安装座55,在该促 动器安装座55上W垂吊状态而安装有上述促动器3。促动器3的数量比如为与连杆机构 11~13相同的=个。促动器3由旋转促动器构成,安装于其输出轴上的锥齿轮56和安装 于基端侧的连杆枢穀14的轴部件113上的扇形的锥齿轮57晒合。 阳156]该连杆动作装置1对控制组件54上所设置的操作件(图中未示出)进行操作,旋 转驱动各促动器3,由此,使连杆动作装置主体2动作。具体来说,如果促动器3旋转驱动, 则该旋转经由一对锥齿轮56、57传递给轴部件113,基端侧的端部连杆部件1la~13a相对 基端侧的连杆枢穀14的角度变更。由此,确定了相对于基端侧的连杆枢穀14的前端侧的 连杆枢穀15的姿势。在此,采用锥齿轮56、57变更基端侧的端部连杆部件11a~13a的角 度,但是其它的机构也可(比如,平齿轮或者蜗轮机构)。
[0157]控制组件54具有:控制各促动器3的控制装置4W及姿势计算装置59,该姿势计 算装置59计算前端侧的连杆枢穀15的姿势(0、4)。运些控制装置4W及姿势计算装置 59为根据计算机而进行数值控制式的装置。在该例子中,控制装置4W及姿势计算装置59 可W相互设置于不同装置,但是,两个装置58、59统一为一个装置也可W。 阳15引控制装置4如果根据上述操作工具对前端侧的连杆枢穀15的姿势进行指令,则对 应该指令的的前端侧的连杆枢穀15的姿势,求出各基端侧的端部连杆部件11a~13a的旋 转角Pn(n=l、2、3),为了构成该求出的旋转角Pn,对各促动器3进行控制。旋转角0n 为各基端侧的端部连杆部件11a~13a相对发出指令的前端侧的连杆枢穀15的姿势的旋 转角度,比如,如图8所示的从水平开始的角度。
[0159] 对应指令的前端侧的连杆枢穀15的姿势的旋转角Pn,为了充分满足下述式(1) 所表示的关系,通过将式(1)进行逆序变换而求出。所谓逆序变换为:算出从上述折角0 W及转向角4 (图11)到基端侧的端部连杆部件11a~13a的旋转角Pn的变换。折角0 和转向角4、与旋转角Pn具有相互关系,可W从一侧的值导出另一侧的值。
[0160]
阳163] 另外,式1的右边的3X3矩阵为(4 - 5n)、0、- ( 4 - 5n)的基于欧拉角的变换矩 阵。
[0164] 构成基准的连杆机构11的旋转对偶部T1的圆周方向位相e0,根据相对于基端侧 的连杆枢穀14的基端侧的端部连杆部件11a~13a的装入方向,有两个不同的解。由此, 式1中的左侧第二行记载的正负W及上述式2中的右侧的正负可根据下述方向而决定,该 方向为:基端侧的端部连杆11a~13a装入到基端侧的连杆枢穀14的方向。组装方向在右 方向的场合为" + ",在左方向的场合为的方式确定。比如,图8的第2实施方式那样,基 端侧的端部连杆11a~13a向左方向装入的场合,式1、式2如式3、式4那样被确定。 阳1妃I
阳168] 为了构成如此求出的旋转角Pn,控制各促动器3,由此,前端侧的连杆枢穀15的 姿势(0、4)变成了作为目标的姿势。在式3中,含有端部连杆部件的轴角a的函数,因 此,通过在式3的a中,代入各自的连杆动作装置1的端部连杆部件的轴角a,因此,即使 在端部连杆部件的轴角a是90°W外的连杆动作装置1中,也能够控制动作。
[0169] 又,根据姿势计算装置59,通过将现在的基端侧的端部连杆部件11a~13a的旋 转角Pn代入式3进行顺序变换,计算现在的前端侧的连杆枢穀15的姿势(0、4)。式3 中,包含有端部连杆部件的轴角a的函数,因此
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