[发明专利]并联机构

说明书

本申请是申请日为2009年6月8日、申请号为200910140617.2、发明名称为“并联机构”的申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及并联机构，特别涉及一种具有转轴的并联机构。

本申请主张于2008年6月10日提出日本专利申请No.2008-151484号的优先权和于2009年2月18日提出日本专利申请No.2009-035544号的优先权，并在此引用其全部内容。

背景技术

一直以来，公知有通过多个连杆将作为支承底盘的基座部和安装有末端执行器（前端作用器）的托架并列地结合在一起的并联机构。在并联机构中，例如并列地配置有电动机等促动器，并且最终由与各电动机连结的多个连杆（臂）来操控一个末端执行器。

具有该构成的并联机构，与串联机构等关节机构相比，无需对每一关节设置电动机，也无需轮转设置于关节处的电动机等，因此能够将关节机构做得很轻。而且，在并联机构中，所有的电动机等的力被聚合到一处，因此能够提高输出。还有，并联机构因采用三棱锥结构而具有非常高的刚性。由此，并联机构因具有轻质、高输出、高刚性的特征，从而能够使末端执行器以极高速进行运转。因此，并联机构被用作能够被用于要求以高速重复执行如下动作，即、抓取搬运对象物，在以末端执行器把持该搬运对象物后，维持该把持状态而将该搬运对象物运往规定位置之类动作。

然而，如果使并联机构做高速的往复运动，则末端执行器会振动，而抓取搬运对象物时、或释放到规定位置时，存在末端执行器的位置精度较差的问题。因此，期望不增加往复运动所需时间，而提高末端执行器到达目标位置时的末端执行器的位置精度（即、减少抓取或释放搬运对象物时的位置偏差的需求）。

发明内容

本发明是鉴于上述问题而形成的，其目的在于提高末端执行器到达目标位置时的末端执行器的位置精度，而不增加到达目标位置所需要的时间。

另外，某一在先技术的并联机构具有嵌入式的连杆机构（转轴），该连杆机构连结可旋转地支承在支架（托架）上的把持器（末端执行器）、和固定于基座部的伺服马达。该连杆机构的两端经由万向接头（自由接头）连接，构成为即便连杆机构随着末端执行器的移动而倾斜，也能够向末端执行器传递电动机的旋转驱动力而使末端执行器旋转。

具有该构成的并联机构被用于码垛堆积作业等用途中，该码垛堆积作业要求以高速重复执行例如进行对袋包装食品或太阳电池元件等搬运对象物（工件）的抓取，以末端执行器把持该搬运对象物并运往规定位置之类动作。这里，码垛堆积作业中，有时要求进行例如将以朝向不定的状态送来的矩形工件统一朝向地装入到方格状的箱体中的动作。该情况下，在搬运被把持的工件途中，使转轴、末端执行器旋转，而使工件的朝向（转角位置）对准箱体的方格地载置到箱体中。

这里，如上所述，构成并联机构的转轴是将万向接头（自由接头）、可彼此滑动而不可旋转地构成的嵌入式的轴、以及万向接头的各机械元件串联连接而构成的。当旋转驱动转轴时，该转轴上由于电动机的旋转力而会出现因各机械元件的惯性力矩和松动引起的扭转。如上所述，由于转轴与各机械元件串联连接，因此，在转轴前端安装的末端执行器上扭转量特别大，而且旋转力从电动机传递至末端执行器的过程中会产生时间延迟。因此，在电动机的旋转停止后，在末端执行器上会产生超出目标转角的转动及振动。尤其对于因松动而引起的扭转振动，由于几乎没有衰减过程，因此直到结束为止需要花费很多时间。而且，即使马达转速恒定，作为自由轴接头的特性，会在接头间的从动轴上产生角速度、角加速度以及转矩的变动，因此当接头间的从动轴的惯性力矩较大时，也会给末端执行器的振动造成影响。基于这些原因，在末端执行器把持或放置工件时（到达目标位置时），会出现实际的转角位置偏离目标转角位置的情况。

另外，本发明是为了消除上述问题而形成的，其目的在于提供一种并联机构，在使末端执行器一边移动至目标位置一边转向目标转角位置时，不会增加旋转时间，且可提高末端执行器到达目标位置时该末端执行器的转角位置精度。

本发明人针对上述问题进行了仔细的研究，得出：当并联机构以高速移动至目标位置时，在急加速或急停止（急减速）之际，会在并联机构上作用激振力，造成并联机构横向晃动。该横向晃动在前端部被放大，使末端执行器振动。于是，在末端执行器到达目标位置时，即抓取或释放搬运对象物时，如果振动不停止会造成末端执行器位置的偏差，导致位置精度降低。