连杆促动装置的操作装置和连杆促动系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种连杆促动装置的操作装置，其中，容易进行构成目标的前端姿势的教导，并且向角度坐标体系的输入变换在不进行收敛运算的情况下简单而快速地进行。在连杆促动装置(50)中，相对于基端侧的连杆枢毂(2)，前端侧的连杆枢毂(3)经由3组以上的连杆机构(4)，以姿势可变更的方式连接，通过设置于2组以上的连杆机构(4)上的促动器(51)，任意地变更作为前端侧的连杆枢毂(3)相对于基端侧的连杆枢毂(2)的姿势的前端姿势。操作装置(62)包括：姿势获得机构(64)，该姿势获得机构(64)根据坐标位置(X’，Y’)，获得通过折角(θ)和回转角

Operating device and connecting rod driving system of connecting rod driving device

The invention provides an operating device of a connecting rod driving device, in which the front-end posture of a target can be easily taught, and the input transformation to an angular coordinate system can be carried out simply and quickly without convergence operation. In the connecting rod actuating device (50), relative to the connecting rod hub (2) at the base end side, the connecting rod hub (3) at the front end side is connected by more than three groups of connecting rod mechanisms (4) in a manner of variable posture, and the front posture of the connecting rod hub (3) as the front end side relative to the connecting rod hub (2) at the base end side is arbitrarily changed by the actuator (51) arranged on more than two groups of connecting rod mechanisms (4). The operation device (62) includes a posture acquisition mechanism (64), which obtains the angle of rotation and bending according to coordinate position (X', Y').

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】连杆促动装置的操作装置和连杆促动系统相关申请本申请要求申请日为2016年6月5日，申请号为JP特愿2016－112317的申请的优先权，通过参照，将其整体作为构成本申请的一部分的内容而引用。
本专利技术涉及医疗设备、产业设备等的必须要求精密的宽大的动作范围的连杆促动装置的操作装置和连杆促动系统。
技术介绍
作为在形成紧凑的结构的同时，可进行精密的、宽大的动作范围的动作的连杆促动装置，比如像专利文献1所示那样，人们提出有下述的方案，其中，相对于基端侧的连杆枢毂，前端侧的连杆枢毂经由3节连锁的3组以上的连杆机构，以姿势可变更的方式连接。一般，在上述那样的3节连锁的连杆机构设置3组以上的连杆促动装置中，通过折角和回转角而确定上述前端姿势，根据该折角和回转角，对上述连杆的旋转角进行运算，使旋转驱动连杆的促动器的动作位置定位。由此，在过去，在变更前端姿势时，通过输入折角和回转角，指定构成目标的前端姿势。另外，折角指相对于基端侧的连杆枢毂的中心轴，前端侧的连杆枢毂的中心轴倾斜的垂直角度，回转角指相对于基端侧的连杆枢毂的中心轴，前端侧的连杆枢毂的中心轴倾斜的水平角度。另一方面，在于前端侧的连杆枢毂上设置端部执行器，实际使用连杆促动装置的场合，在许多场合，端部执行器所作业的被作业物的坐标位置通过正交坐标系统而处理。由此，在折角和回转角的前端姿势的指定的场合，难以凭借直觉而对连杆促动装置进行操作。比如，在前端侧的连杆枢毂以某前端姿势而定位，按照从该前端姿势，端部执行器以通过正交坐标体系而指定的移动量而运动的方式变更前端姿势的场合，操作人员必须将正交坐标体系中的运动变换为通过折角和回转角而表示的角度坐标体系中的运动，确定促动器的操作量。由此，连杆促动装置的操作困难，必须要求经验和特别的训练。作为消除这样的课题的操作装置，人们提出了专利文献2的方案。在该文献中，指定位于连杆促动装置的姿势延长上的范围内的任意的正交坐标，根据该正交坐标，求出连杆枢毂的姿势，进行定位，由此可可凭借直觉而进行操作。现有技术文献专利文献专利文献1：美国第5893296号专利说明书专利文献2：日本特开2013－202725号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题专利文献2中公开的操作装置在可凭借直觉而进行操作的方面是优良的。但是，在从正交坐标(X，Y，Z)，到对于控制装置的控制来说必须要求的连杆枢毂的姿势(θ，)的变换中，采用收敛运算。由此，计算花费时间。本专利技术的目的在于提供一种连杆促动装置的操作装置和连杆促动系统，其中，针对变更前端姿势的促动器的控制通过角度坐标体系而处理的连杆促动装置，容易进行构成目标的前端姿势的教导，并且向角度坐标体系的输入变换在不进行收敛运算的情况下简单而快速地进行。在下面，通过表示实施方式的附图中的标号，对本专利技术的概述进行说明。用于解决课题的技术方案本专利技术的连杆促动装置50的操作装置62包括：基端侧的连杆枢毂2；前端侧的连杆枢毂3；3组以上的连杆机构4，该连杆机构4设置于上述基端侧的连杆枢毂2和上述前端侧的连杆枢毂3之间，以姿势可变更的方式将上述前端侧的连杆枢毂3相对于上述基端侧的连杆枢毂2而连接；促动器51，该促动器51设置于上述3组以上的连杆机构4中的2组以上的连杆机构4上，任意地变更上述前端侧的连杆枢毂3相对于上述基端侧的连杆枢毂2的姿势。上述连杆机构4各自包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件5、6，该基端侧和前端侧的端部连杆部件5、6的一端以可旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂2和上述前端侧的连杆枢毂3上；中间连杆部件7，该中间连杆部件7的两端分别以可旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件5、6的另一端上。上述操作装置62包括姿势获得机构64，该姿势获得机构64根据下述坐标位置(X’，Y’)，获得通过折角θ和回转角而表示的前端姿势，该前端姿势由折角θ和回转角规定，该折角θ指相对于上述基端侧的连杆枢毂2的中心轴QA，上述前端侧的连杆枢毂3的中心轴QB倾斜的垂直角度，该回转角指相对于上述基端侧的连杆枢毂2的中心轴QA，上述前端侧的连杆枢毂3的中心轴QB倾斜的水平角度，该坐标位置(X’，Y’)指以上述基端侧的连杆枢毂2的中心轴QA的延长轴，和与上述中心轴QA的延长轴相正交的2维的正交坐标体系的交点O’为原点，上述前端侧的连杆枢毂3的球面连杆中心PB投影于上述2维的正交坐标体系(比如，作业平面W)上的坐标位置。另外，上述“球面连杆中心PB”指上述连杆枢毂2、3和臂(端部连杆部件5、6)的各旋转对偶与上述各臂和上述中间连杆部件的各旋转对偶的中心轴分别交叉的点。上述各连杆机构4为在通过直线而表示该连杆机构4的几何学模型中，上述中间连杆部件7中的基端侧部分和前端侧部分相对中间部对称的形状。另外，在上述前端侧的连杆枢毂3上，设置端部执行器61。在上述方案的连杆促动装置50中，由于基端侧的连杆枢毂2和前端侧的连杆枢毂3的各球面连杆中心PA、PB之间的距离D在平时是一定的，如果采用前端侧的球面连杆中心PB投影于平面上的坐标(X’，Y’)，则可在没有收敛运算的情况下，简单地求出前端侧的连杆枢毂3的，通过上述折角θ和回转角而表示的前端姿势。由此，按照该连杆促动装置50的操作装置62，构成目标的前端姿势的教导容易进行，并且针对向角度坐标系统的输入变换的进行，收敛运算是不需要的，可简单而快速地进行。也可在本专利技术中，上述姿势获得机构64包括：姿势获得部64a，该姿势获得部64a通过人为操作而指定将上述前端侧的连杆枢毂3的球面连杆中心PBa投影于上述2维的正交坐标体系上的坐标(X’，Y’)；计算部64b，该计算部64b根据通过该姿势获得部64a而指定的坐标(X’，Y’)，获得通过折角θ和回转角而表示的前端姿势(θ，)。上述姿势获得部64a可采用各种的指定方法。比如，采用通过输入装置68，借助数值的输入而进行投影上述前端侧的连杆枢毂3的球面连杆中心PBa的点的坐标(X’，Y’)的方法。此外，还可通过手动方式而将连杆促动装置50运动到目标位置，根据设置于此时的连杆促动装置50的促动器51中的角度检测机构检测到的旋转角，进行计算从而指定。另外，还可通过数值而输入3维的正交坐标体系的坐标值，通过姿势获得部64a而换算为上述投影的点的坐标(X’，Y’)。控制装置61在提供折角θ和回转角时，根据下述的关系，变换为各臂的旋转角，控制各促动器51。即，在上述连杆促动装置50中，针对连杆枢毂2、3所具有的姿势(折角、回转角)A(θa，)与姿势A、B相对应的臂旋转角通过连杆枢毂2、3和臂旋转角的关系式，分别作为旋转角A(β1a、β2a、β3a)、旋转角B(β1b、β2b、β3b)的关系而成立。由此，可通过折角θ和回转角的指定，控制各促动器51。还可在本专利技术中，包括确定在变更前端姿势时通过的中继点的中继点设定机构66，该中继点设定机构66采用将上述前端侧的球面连杆中心PBa投影于上述2维的正交坐标体系上的点的坐标(X’，Y’)，按照已确定的规则，计算而设定上述中继点。上述已确定的规则指比如对后述的角度进行等分的规则，仅仅在进行规定的移动量而动作的场合进行分割的规则等。通过确定中继点M，安装于前端侧的连杆枢毂3上的端部执行器61的希望的作业以良好的精度而进行，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连杆促动装置的操作装置，包括：基端侧的连杆枢毂；前端侧的连杆枢毂；3组以上的连杆机构，该连杆机构设置于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂之间，以姿势能变更的方式将上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂而连接；促动器，该促动器设置于上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上，任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势；上述连杆机构各自包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上；上述操作装置包括姿势获得机构，该姿势获得机构根据下述坐标位置，获得通过折角和回转角而表示的前端姿势，该前端姿势由折角和回转角规定，该折角指相对于上述基端侧的连杆枢毂的中心轴，上述前端侧的连杆枢毂的中心轴倾斜的垂直角度，该回转角指相对于上述基端侧的连杆枢毂的中心轴，上述前端侧的连杆枢毂的中心轴倾斜的水平角度；该坐标位置指以上述基端侧的连杆枢毂的中心轴的延长轴，和与上述中心轴的延长轴相正交的2维的正交坐标体系的交点为原点，上述前端侧的连杆枢毂的球面连杆中心投影于上述2维的正交坐标体系上的坐标位置。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.06.05 JP 2016-1123171.一种连杆促动装置的操作装置，包括：基端侧的连杆枢毂；前端侧的连杆枢毂；3组以上的连杆机构，该连杆机构设置于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂之间，以姿势能变更的方式将上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂而连接；促动器，该促动器设置于上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构上，任意地变更上述前端侧的连杆枢毂相对于上述基端侧的连杆枢毂的姿势；上述连杆机构各自包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，该基端侧和前端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式连接于上述基端侧的连杆枢毂和上述前端侧的连杆枢毂上；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端分别以旋转的方式连接于该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上；上述操作装置包括姿势获得机构，该姿势获得机构根据下述坐标位置，获得通过折角和回转角而表示的前端姿势，该前端姿势由折角和回转角规定，该折角指相对于上述基端侧的连杆枢毂的中心轴，上述前端侧的连杆枢毂的中心轴倾斜的垂直角度，该回转角指相对于上述基端侧的连杆枢毂的中心轴，上述前端侧的连杆枢毂的中心轴倾斜的水平角度；该坐标位置指以上述基端侧的连杆枢毂的中心轴的延长轴，和与上述中心轴的延长轴相正交的2维的正交坐标体系的交点为原点，上述前端侧的连杆枢毂的球面连杆中心投影于上述2维的正交坐标体系上的坐标位置。2.根据权利要求1所述的连杆促动装置的操作装置，其中，上述姿势获得机构包括：姿势获得部，该姿势获得部通过人为操作而指定将上述前端侧的连杆枢毂的球面连杆中心投影于上述2维的正交坐标体系上的坐标位置；计算部，该计算部...

【专利技术属性】
技术研发人员：丸井直树，矶部浩，坂田清悟，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP