[发明专利]并联机构

说明书

技术领域

本发明涉及并联机构(parallel mechanism)，特别涉及一种具备借助球窝接头连结起来的臂的并联机构。

背景技术

本申请主张于2008年4月10日提出的日本专利申请No.2008-102966号的优先权，并在此引用其全部内容。

一直以来，公知有通过多个臂将作为支承底盘的基座部和安装有末端执行器(end effector)的托架并列地结合在一起的并联机构。在并联机构中，并列地配置有电动机，并且由与各电动机连结的多个臂最终操控一个托架。

在该并联机构中，各臂由连杆和棒构成。连杆与棒分别通过球窝接头(ball joint)连结，棒以这些球窝接头作为支点可以相对连杆在三维方向上做摆动。棒的前端，分别借助球窝接头与托架连结。通过这一结构，连杆相对托架能够以球窝接头作为支点，在三维方向上做摆动。另外，在该并联机构中，构成为以球窝接头的球体的半侧球面从球窝中露出的状态可旋转地进行保持，并以弹簧连结两根棒，从而在臂做摆动之际，不仅避免球窝接头的球体从球窝中脱落，而且增大了臂的摆动角度(可动范围)。

在该并联机构中，球窝接头的球体与球窝利用弹簧所产生的拉力保持在一起，但由于球窝接头的球体半侧球面从球窝中露出，因此在受到超过弹簧的拉力的负荷的情况下，球体会有可能从球窝中脱离。该问题越靠近并联机构的动作范围的外缘越为显著。相反，如果进一步增强弹簧的拉力，则球窝接头的滑动阻力增大，故导致高速动作时的负荷增大、球窝接头部的磨损增大。此外，如果使球窝沿球窝接头的球体的球面覆盖至基端部侧，则会导致对并联机构进行分解整备时的维护性能降低。

本发明人，就上述问题经过认真的研讨发现：在并联机构的动作中，发生于末端执行器(托架)的外力被分解且作为轴向的负荷相对各棒作用。相对该棒的轴向的负荷，如果球窝的边缘部分仅覆盖到比球体的赤道靠前端侧的位置，则在球窝上就会产生与弹簧的拉力相反方向的斥力。而且如果该斥力大于弹簧的拉力时，球窝接头的球体就会从球窝中脱离。

发明内容

基于此，本发明人等做出本发明，通过下述即将说明的本发明的优选实施方式来解决上述问题，能够不使维护性能降低，并且抑制将臂等可摆动地连结的球窝接头的脱离。

本发明的优选方式的并联机构是借助多个臂将基座部和托架并列连结的并联机构，具有下述结构。构成多个臂的各臂具有：第一连杆，其一端与安装在基座部的促动器连结；第二连杆，其具有一对棒，且连结第一连杆的另一端和托架；第一球窝接头，其将构成第二连杆的一对棒的一端和第一连杆的另一端可摆动地进行连结；第二球窝接头，其将一对棒的另一端和托架可摆动地进行连结；以及对一对棒沿互拉方向施力的拉伸部件，第一球窝接头和第二球窝接头中的至少任意一个球窝接头，具有包括轴部和球状头部在内的球头销、和对该球头销的球状头部摆动、转动自如地进行保持的球窝。球窝包括：半球状凹部，其对球状头部的、从其前端部到赤道的范围进行保持；延长部，其平滑地从该半球状凹部连续，并从球状头部的赤道向轴部侧延伸，延长部的开口部的内径形成为与球状头部的直径相同或大于该直径。

根据本发明的优选方式，由于在构成第一球窝接头及/或第二球窝接头的球窝形成从半球状凹部平滑连续的延长部，因此能够垂直地承接作用于球窝的反作用力(相对于沿棒的轴向作用的负荷的反作用力)，能够抑制使球窝向脱离方向作用的斥力的产生(轴部的轴线方向的反作用力的分力)。因此，能够抑制构成球窝接头的球头销的球状头部从球窝中脱离。另一方面，由于将延长部的开口部的内径形成为与球状头部的直径相同或大于该直径，因此在例如进行分解整备等时，通过以大于拉伸部件的拉力沿球头销的轴部的轴线方向向外侧牵拉球窝，即可使球头销从球窝脱离。从而能够抑制球窝接头的脱离而避免维护性降低。

这里，优选为上述一对棒以各自的中心轴相互平行的方式配置，且上述延长部形成为近似圆筒状，该延长部的中心轴以平行于由一对棒的各自中心轴定义的平面、且近似垂直于一对棒的各自中心轴的方式延伸。

这样一来，伴随着并联机构的动作，即便在棒的中心轴方向上受到过大的负荷，也能够可靠地抑制球窝接头的脱离。

另外，优选为根据球状头部的直径设置上述延长部的长度。

这样一来，能够恰当地设定延长部的长度，故可确保并联机构的维护性和可动范围，且能恰当地抑制球窝接头的脱离。

另外，优选为根据拉伸部件的全长设定上述延长部的长度。