平行连杆机构和连杆操动装置制造方法及图纸

平行连杆机构(1)经由3组以上的连杆机构(4)，相对基端侧的连杆枢毂(2)以可变更姿势的方式连接前端侧的连杆枢毂(3)。各连杆机构(4)由基端侧和前端侧的端部连杆部件(5、6)、与中间连杆部件(7)构成。端部连杆部件(5、6)包括弯曲部件(30)和旋转轴支承部件(31)，该弯曲部件(30)以任意的角度而弯曲，该旋转轴支承部件(31)固定于该弯曲部件(30)的一端或两端上，旋转轴支承部件(31)支承旋转轴(12、15、22、25)，该旋转轴直接或经由轴承而可旋转地连接于中间连杆部件(7)或连杆枢毂(2、3)上。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求申请日为2014年3月31日、申请号为JP特愿2014—072281号申请的优先权，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。
本专利技术涉及医疗器械、产业器械这样的高速、高精度，且必须要求宽幅的操动范围的设备所采用的平行连杆机构和连杆操动装置。
技术介绍
医疗器械、产业器械等的各种作业装置所采用的平行连杆机构在专利文献1、2中进行了提案。已有技术文献专利文献专利文献1：JP特开2000—094245号公报专利文献2：US5893296号说明书
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献1的平行连杆机构中，其结构较简单，但是各连杆的操动角小。由此，如果较大地设定传送板的操动范围，则连杆长度大，这样具有机构整体的尺寸变大，导致装置的大型化的问题。另外，还具有下述的问题，即机构整体的刚性低，装载于传送板上的工具的重量，即传送板的可搬运重量限制在较小的值。专利文献2的平行连杆机构为下述的结构，其中，经由4节连锁的3组以上的连杆机构，可变更前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂的姿势。由此，可在紧凑的同时，高速、高精度地进行宽幅的操动范围的动作。但是，在专利文献2的平行连杆机构中，具有部件结构复杂、组装性差的问题。另外，还具有为了确保刚性、强度，各部件呈复杂的形状、量产性差、制作成本高的问题。此外，如果部件的通用化困难，产生尺寸等的样式的变更，则必须要求新制作几乎全部的部件。本专利技术的目的在于提供一种平行连杆机构，其中，可高速、高精度地进行宽幅的操动范围的动作，组装、样式变更容易，价格低、刚性高。本专利技术的另一目的在于提供一种连杆操动装置，其中，可控制2个自由度的角度，能以良好的精度进行宽幅的操动范围的动作，可低成本地制作。专利技术的公开方案本专利技术的平行连杆机构经由3组以上的连杆机构，相对基端侧的连杆枢毂以可变更姿势的方式连接前端侧的连杆枢毂，上述各连杆机构包括：基端侧和前端侧的端部连杆部件，其一端分别可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；中间连杆部件，其两端分别可旋转地连接于上述基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端上。上述基端侧和前端侧的端部连杆部件包括：弯曲部件，该弯曲部件以任意的角度而弯曲；旋转轴支承部件，该旋转轴支承部件固定于该弯曲部件的一端或两端上，该旋转轴支承部件支承旋转轴，该旋转轴直接或经由轴承能旋转地与上述中间连杆部件或上述基端侧和前端侧的连杆枢毂连接。在本说明书中，“基端侧”和“前端侧”按照下述的含义而使用。即，将连杆枢毂和端部连杆部件的各旋转运动副与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”。另外，将通过该球面连杆中心，垂直地与上述连杆枢毂和端部连杆部件的旋转运动副的中心轴相交的直线称为“连杆枢毂的中心轴”。在该场合，从基端侧和前端侧的各连杆枢毂的中心轴交叉的交点而观看相应的连杆枢毂，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。按照该方案，通过基端侧的连杆枢毂与前端侧的连杆枢毂和3组以上的连杆机构构成二自由度机构，在该二自由度机构中，相对基端侧的连杆枢毂，前端侧的连杆枢毂围绕相垂直的2个轴而自由旋转。该二自由度机构在紧凑的同时，使前端侧的连杆枢毂的可动范围扩大。比如，基端侧的连杆枢毂的中心轴与前端侧的连杆枢毂的中心轴的最大折角约为±90°，前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂的的回转角可设定在0°～360°的范围内。基端侧和前端侧的端部连杆部件分成弯曲部件和旋转轴支承部件的2种部件，由此，可使各部件为单纯的形状。借此，可抑制加工费用、使量产性提高。另外，在组装时，可将构成基端侧和前端侧的端部连杆部件和中间连杆部件的旋转运动副部或基端侧(前端侧)的端部连杆部件和基端侧(前端侧)的连杆枢毂的旋转运动副部的部件，比如轴承、间隔件等从1个方向插入旋转轴中，组装性提高。可在本专利技术中，对于上述旋转轴支承部件，在厚度一定的板状的部件，比如金属板中开设通孔，上述旋转轴或该旋转轴和上述轴承穿过该通孔。通过采用单纯形状的厚度一定的板状的部件，形成低价格的量产性优良的旋转轴支承部件。特别是，如果旋转轴支承部件为金属板，则加工容易。在本专利技术中，上述旋转轴支承部件可在相对上述弯曲部件，通过定位销而定位的状态固定。通过采用定位销，组装容易，作业者的组装精度的误差小。另外，由于弯曲部件和旋转轴支承部件的位置关系的精度提高，故可实现平行连杆机构的顺利的动作。也可在本专利技术中，上述基端侧和前端侧的端部连杆部件具有2个以上的上述旋转轴支承部件，通过这些2个以上的旋转轴支承部件支承上述旋转轴的两端。在该场合，上述2个以上的旋转轴支承部件可相互为同一的形状。通过借助2个以上的旋转轴支承部件支承旋转轴的两端，旋转运动副部相对力矩荷载的刚性变高，平行连杆机构整体的刚性提高。如果2个以上的旋转轴支承部件为同一形状，则谋求部件的通用化，价格低、量产性良好。还可在本专利技术中，上述基端侧和前端侧的端部连杆部件在两端分别具有2个以上的上述旋转轴支承部件，通过其中一端的2个以上的旋转轴支承部件支承上述旋转轴的两端，该旋转轴可旋转地与上述中间连杆部件连接，并且通过另一端的2个以上的旋转轴支承部件支承上述旋转轴的两端，该旋转轴可旋转地与上述基端侧和前端侧的连杆枢毂连接。如果形成该方案，则即使在变更平行连杆机构的样式的情况下，仍可对部件进行通用化处理。比如，在变更平行连杆机构的尺寸的场合，可仅仅改变弯曲部件的形状，旋转轴支承部件、旋转轴采用通用的部件。另外，在变更基端侧和前端侧的端部连杆部件与中间连杆部件的旋转运动副部与基端侧(前端侧)的端部连杆部件与基端侧(前端侧)的连杆枢毂的旋转运动副部所采用的轴承的尺寸的场合，可变更旋转轴支承部件、旋转轴的形状，弯曲部件可采用通用的部件。在本专利技术的连杆操动装置中，在上述平行连杆机构中的上述3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构中设置姿势变更用操动器，该姿势变更用操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。如果在3组以上的连杆机构中的2组以上的连杆机构中设置姿势变更用操动器，则可确定前端侧的连杆枢毂相对基端侧的连杆枢毂的姿势。由此，可低成本地实现可控制2个自由度的角度的连杆操动装置。还可在连杆操动装置中，上述姿势变更用操动器为在输出轴上具有与该输出轴的中心线相垂直的凸缘面的旋转操动器，上述基端侧的端部连杆部件包括上述旋转轴支承部件，该旋转轴支承部件支承旋转轴，该旋转轴以自由旋转的方式与上述基端侧的连杆枢毂连接，在上述姿势变更用操动器的上述凸缘面上连接上述旋转轴支承部件。按照该方案，由于可将姿势变更用操动器直接地设置于平行连杆机构上，故驱动机构部为简单的结构，可实现低价格的连杆操动装置。另外，也可在连杆操动装置中，上述姿势变更用操动器为具有减速机构的旋转操动器，上述减速机构的输出轴上具有与该输出轴的中心线相垂直的凸缘面，上述基端侧的端部连杆部件包括上述旋转轴支承部件，该旋转轴支承部件支承以自由旋转的方式与上述基端侧的连杆枢毂连接的旋转轴，在上述姿势变更用操动器的上述凸缘面上连接上述旋转轴支承部件。按照该方案，通过采用具有减速机构的旋转操动器，可提高允许负荷。另外，由于可降低惯本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平行连杆机构，该平行连杆机构包括：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3组以上的连杆机构以相对上述基端侧的连杆枢毂，能变更上述前端侧的连杆枢毂的姿势的方式将该基端侧的连杆枢毂和该前端侧的连杆枢毂连接；各上述连杆机构包括：基端侧的端部连杆部件，该基端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式与上述基端侧的连杆枢毂连接；前端侧的端部连杆部件，该前端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式与上述前端侧的连杆枢毂连接；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端以能旋转的方式分别与该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端连接；上述基端侧和前端侧的端部连杆部件分别包括：弯曲部件，该弯曲部件以任意的角度而弯曲；旋转轴支承部件，该旋转轴支承部件固定于该弯曲部件的一端或两端上，该旋转轴支承部件支承旋转轴，该旋转轴直接或经由轴承能旋转地与上述中间连杆部件或上述基端侧以及前端侧的连杆枢毂连接。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.03.31 JP 2014-0722811.一种平行连杆机构，该平行连杆机构包括：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3组以上的连杆机构以相对上述基端侧的连杆枢毂，能变更上述前端侧的连杆枢毂的姿势的方式将该基端侧的连杆枢毂和该前端侧的连杆枢毂连接；各上述连杆机构包括：基端侧的端部连杆部件，该基端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式与上述基端侧的连杆枢毂连接；前端侧的端部连杆部件，该前端侧的端部连杆部件的一端以能旋转的方式与上述前端侧的连杆枢毂连接；中间连杆部件，该中间连杆部件的两端以能旋转的方式分别与该基端侧和前端侧的端部连杆部件的另一端连接；上述基端侧和前端侧的端部连杆部件分别包括：弯曲部件，该弯曲部件以任意的角度而弯曲；旋转轴支承部件，该旋转轴支承部件固定于该弯曲部件的一端或两端上，该旋转轴支承部件支承旋转轴，该旋转轴直接或经由轴承能旋转地与上述中间连杆部件或上述基端侧以及前端侧的连杆枢毂连接。2.根据权利要求1所述的平行连杆机构，其中，在上述旋转轴支承部件中，在厚度一定的板状的部件中开设通孔，上述旋转轴或该旋转轴以及上述轴承穿过该通孔。3.根据权利要求2所述的平行连杆机构，其中，上述厚度一定的板状的部件为金属板。4.根据权利要求1～3中的任何一项所述的平行连杆机构，其中，上述旋转轴支承部件以相对上述弯曲部件，通过定位销而定位的状态进行固定。5.根据权利要求1～4中的任何一项所述的平行连杆机构，其中，上述基端侧和前端侧的端部连杆部件包括2个以上的上述旋转轴支承部件，...

【专利技术属性】
技术研发人员：矶部浩，坂田清悟，小长井直哉，山田裕之，
申请(专利权)人：NTN株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP