特許ウォッチ

公開番号2025147591
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-10-07
出願番号2024047916
出願日2024-03-25
発明の名称リンク作動装置
出願人NTN株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類B25J 9/22 20060101AFI20250930BHJP(手工具;可搬型動力工具;手工具用の柄;作業場設備;マニプレータ)
要約【課題】ダイレクトティーチング時にも位置決め精度の向上を図ることができるリンク作動装置を提供する。
【解決手段】リンク作動装置7の制御装置70は、姿勢算出手段74と、アクチュエータ位置算出手段75と、教示データ記憶手段76とを有する。姿勢算出手段74は、先端側リンクハブ13の教示をダイレクトティーチングにより行うとき、パラレルリンク機構9に予圧を掛けていない状態で、アクチュエータ10の位置から順変換により先端側リンクハブ13の姿勢を算出する。アクチュエータ位置算出手段75は、先端側リンクハブ13の姿勢を基に、逆変換により、パラレルリンク機構9に予圧を掛けた状態のアクチュエータ10の位置を算出する。教示データ記憶手段76は、先端側リンクハブ13の姿勢と、逆変換により算出されたアクチュエータ10の位置とをセットで教示データとして記憶する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
基端側リンクハブに対し先端側リンクハブがリンク機構を介して姿勢変更可能に連結されるパラレルメカニズムと、前記先端側リンクハブの姿勢を変更させるアクチュエータと、このアクチュエータを制御する制御装置とを備えたリンク作動装置であって、
前記制御装置は、
前記先端側リンクハブの教示をダイレクトティーチングにより行うとき、前記パラレルメカニズムに予圧を掛けていない状態で、前記アクチュエータの位置から順変換により前記先端側リンクハブの姿勢を算出する姿勢算出手段と、
この算出された前記先端側リンクハブの姿勢を基に、逆変換により、前記パラレルメカニズムに予圧を掛けた状態の前記アクチュエータの位置を算出するアクチュエータ位置算出手段と、
前記先端側リンクハブの姿勢と、逆変換により算出された前記アクチュエータの位置とをセットで教示データとして記憶する教示データ記憶手段と、
を有するリンク作動装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
請求項１に記載のリンク作動装置において、前記制御装置は、前記教示データ記憶手段に記憶された教示データに基づいて、前記アクチュエータを位置決め制御するリンク作動装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のリンク作動装置において、前記パラレルメカニズムは、前記基端側リンクハブに対し前記先端側リンクハブを、３組以上の前記リンク機構を介して姿勢変更可能に連結し、
前記各リンク機構は、それぞれ前記基端側リンクハブおよび前記先端側リンクハブに一端が回転可能に連結された基端側および先端側の端部リンク部材と、これら基端側および先端側の端部リンク部材の他端に両端がそれぞれ回転可能に連結された中央リンク部材と、を有し、
前記３組以上の前記リンク機構のすべてに、前記アクチュエータを備えたリンク作動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のリンク作動装置において、前記アクチュエータは、前記基端側リンクハブに設置されたモータであり、前記制御装置は、前記モータを駆動させ、前記先端側リンクハブの折れ角、旋回角の姿勢を制御可能とするリンク作動装置。
【請求項５】
請求項４に記載のリンク作動装置において、前記モータは、位置決め制御およびトルク制御が可能であるリンク作動装置。
【請求項６】
請求項４に記載のリンク作動装置において、前記制御装置は、前記先端側リンクハブの教示をダイレクトティーチングにより行うとき、前記モータの出力を制限するリンク作動装置。
【請求項７】
請求項１または請求項２に記載のリンク作動装置において、前記姿勢算出手段により順変換で算出された前記先端側リンクハブの姿勢は、前記先端側リンクハブの折れ角と旋回角であるリンク作動装置。
【請求項８】
請求項４に記載のリンク作動装置において、前記モータのトルクにより、前記パラレルメカニズムのガタを片側方向に寄せる力を付与することで、前記パラレルメカニズムに予圧を与えるリンク作動装置。
【請求項９】
請求項４に記載のリンク作動装置において、前記パラレルメカニズムのガタを片側方向に寄せる力は、前記パラレルメカニズムを定められた方向に圧縮させる方向の力であるリンク作動装置。
【請求項１０】
請求項４に記載のリンク作動装置において、逆変換により算出された前記アクチュエータの位置である逆変換値は、前記モータの回転位置を検出するアブソリュート型エンコーダの出力値であり、予め前記パラレルメカニズムを片側方向に寄せる力を付与された前記先端側リンクハブの原点姿勢位置からの移動量を表すリンク作動装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、医療機器または産業機器等の精密で広範な作動域を必要とするリンク作動装置に関し、ダイレクトティーチングによる位置決め精度の向上を図る技術に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
図１のように、パラレルメカニズムの一様態であるリンク作動装置７が提案されている。
【０００３】
特許文献１では、リンク機構を有する機械体の位置決め精度向上のため、機械体の各回転対偶部または機構部などに生じるガタを片側方向に寄せようとする力（予圧）を付与した位置を、原点位置として設定する技術が提案されている。
【０００４】
特許文献１の具体的な運用方法を説明する。図２のように、先端側リンクハブ１３の姿勢が原点位置(θ
0
,φ
0
)にあり、この先端側リンクハブ１３の姿勢に対応する基端側の端部リンク部材１５の回転角度が(β1
0
,β2
0
,β3
0
)である時を考える。
【０００５】
このとき、表１のように、予圧なしの場合の基端側の端部リンク部材１５の回転角度に対応するアクチュエータ回転位置(M1
0
,M2
0
,M3
0
)に対して、予圧分のオフセット量(Preload1,Preload2,Preload3)を加えた(M1
0
+Preload1,M2
0
+Preload2,M3
0
+Preload3)をアクチュエータ回転位置の原点位置として設定する。
【０００６】
TIFF
2025147591000002.tif
241
83
以降はこの原点位置を基準にして位置決め動作を行うことで、常に予圧分のオフセット量が加味されることとなる。結果として機械体のガタを片側方向に寄せて機械体の位置決め精度の向上を図ることが可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特許第５９５１２２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ダイレクトティーチング時に手動で機械体を移動させる場合には、アクチュエータの位置決め制御をOFF（ブレーキも解除）、あるいはトルク出力値を位置決め制御時よりも下げた設定でのトルク制御として、電気的、機械的な拘束を解く必要がある。この場合には予圧が消失し、予圧の消失した状態で取得したアクチュエータ回転位置(M1n,M2n,M3n)をそのまま教示データとして設定すると、機械体の位置決め精度は、予圧ありの場合に比べて悪化してしまう。
【０００９】
本発明の目的は、ダイレクトティーチング時にも位置決め精度の向上を図ることができるリンク作動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のリンク作動装置は、基端側リンクハブ１２に対し先端側リンクハブ１３がリンク機構１４を介して姿勢変更可能に連結されるパラレルメカニズム９と、前記先端側リンクハブ１３の姿勢を変更させるアクチュエータ１０と、このアクチュエータ１０を制御する制御装置７０とを備えたリンク作動装置であって、
前記制御装置７０は、
前記先端側リンクハブ１３の教示をダイレクトティーチングにより行うとき、前記パラレルメカニズム９に予圧を掛けていない状態で、前記アクチュエータ１０の位置から順変換により前記先端側リンクハブ１３の姿勢を算出する姿勢算出手段７４と、
この算出された前記先端側リンクハブ１３の姿勢を基に、逆変換により、前記パラレルメカニズム９に予圧を掛けた状態の前記アクチュエータ１０の位置を算出するアクチュエータ位置算出手段７５と、
前記先端側リンクハブ１３の姿勢と、逆変換により算出された前記アクチュエータ１０の位置とをセットで教示データとして記憶する教示データ記憶手段７６と、
を有する。
前記「ダイレクトティーチング」は、先端側リンクハブ１３を手動により教示位置まで移動させることを意味する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許