(57)【要約】【課題】動作範囲とりわけロール軸の変角範囲が拡大されてなるパラレルリンク機構を有する駆動装置を提供する。【解決手段】ロール軸回りの回転角を増幅するロール軸回転角増幅機１０と該ロール軸回転角増幅機１０と所定距離隔てて配設されるベース部材２０と所要数の駆動リンク３０と固定リンク４０と変角部リンク５０とを備え、前記ロール軸回転角増幅機１０が基準軸１１と低速軸１２と高速軸１３とを有し、前記駆動リンク３０および固定リンク４０はそれぞれ所定数の自由度を有し、前記駆動リンク３０は、一端が前記基準軸１１と適宜位置で接合され、他端がベース部材２０と適宜位置で接合され、前記固定リンク４０は、一端が前記低速軸１２と適宜位置で接合され、他端がベース部材２０と適宜位置で接合され、前記変角部リンク５０は、基端が前記高速軸１３と適宜位置で接合されてなるパラレルリンク機構Ｐを有する駆動装置１０である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パラレルリンク機構を有する駆動装置であって、該パラレルリンク機構によるロール軸回りの回転角を増幅するロール軸回転角増幅機を備えてなることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
ロール軸回転角増幅機と、該ロール軸回転角増幅機と所定距離隔てて配設されるベース部材と、所要数の駆動リンクと、固定リンクと、変角部リンクとを備え、
前記ロール軸回転角増幅機が、基準軸と低速軸と高速軸とを有し、
前記駆動リンクおよび固定リンクはそれぞれ所定数の自由度を有し、
前記駆動リンクは、一端が前記ロール軸回転角増幅機の基準軸と適宜位置で接合され、他端がベース部材と適宜位置で接合され、
前記固定リンクは、一端が前記ロール軸回転角増幅機の低速軸と適宜位置で接合され、他端がベース部材と適宜位置で接合され、
前記変角部リンクは、基端が前記ロール軸回転角増幅機の高速軸と適宜位置で接合されてなることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
ロール軸回転角増幅機が中心部に貫通孔を有してなることを特徴とする請求項１または２記載の駆動装置。
【請求項４】
固定リンクが中空体とされてなることを特徴とする請求項２記載の駆動装置。
【請求項５】
母機から分離される分離模型を支持する支持装置であって、該支持装置の分離模型の駆動装置として請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の駆動装置が用いられてなることを特徴とする支持装置。
【請求項６】
請求項５記載の支持装置を備えてなることを特徴とする風洞試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動装置に関する。さらに詳しくは、ロール軸の回転角を増幅するロール軸回転角増幅機を備えてなるパラレルリンク駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、軽量かつ高剛性の駆動機構としてパラレルリンク機構が知られているが、このパラレルリンク機構はシリアルリンク機構に比して動作範囲が狭いという欠点を有している。
【０００３】
この動作範囲が狭いという欠点を改善すべく、特開平８−１１０８１号公報には、図１０に示すような先端側リンクの３軸姿勢を変角できるパラレルリンク機構を用いた駆動装置１００が提案されている。
【０００４】
しかしながら、前記提案に係る駆動装置１００においては、図１０に示すように、変角部リンク１０１の動作範囲の拡大を駆動リンク１０２と変角部リンク１０１との間に設けられた、ユニバーサルジョイント１０３や球面ジョイントなどの多自由度を有する軸受のみにより実現しているため、動作範囲の拡大は限定的であって充分な動作範囲の拡大がなされているとはいいがたい。とりわけ、ロール軸の変角範囲が狭いという、従来のパラレルリンク機構を用いた駆動装置における欠点は依然として解消されていない。なお、図１０中の符号１０４は固定リンクを示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はかかる従来技術の課題に鑑みなされたものであって、動作範囲とりわけロール軸の変角範囲が拡大されてなるパラレルリンク機構を有する駆動装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の駆動装置は、パラレルリンク機構を有する駆動装置であって、該パラレルリンク機構によるロール軸回りの回転角を増幅するロール軸回転角増幅機を備えてなることを特徴とする。
【０００７】
本発明の駆動装置は、具体的には、ロール軸回転角増幅機と該ロール軸回転角増幅機と所定距離隔てて配設されるベース部材と所要数の駆動リンクと固定リンクと変角部リンクとを備え、前記ロール軸回転角増幅機が、基準軸と低速軸と高速軸とを有し、前記駆動リンクおよび固定リンクはそれぞれ所定数の自由度を有し、前記駆動リンクは、一端が前記ロール軸回転角増幅機の基準軸と適宜位置で接合され、他端がベース部材と適宜位置で接合され、前記固定リンクは、一端が前記ロール軸回転角増幅機の低速軸と適宜位置で接合され、他端がベース部材と適宜位置で接合され、前記変角部リンクは、基端が前記ロール軸回転角増幅機の高速軸と適宜位置で接合されてなることを特徴とする。
【０００８】
本発明の駆動装置においては、ロール軸回転角増幅機が中心部に貫通孔を有していたり、固定リンクが中空体とされていたりするのが好ましい。
【０００９】
しかして、本発明の駆動装置は、例えば母機から分離される分離模型を支持する支持装置の駆動装置に使用され、その支持装置は風洞試験装置に使用される。
【００１０】
【作用】
本発明の駆動装置は、前記の如く構成されているので、パラレルリンク機構を有しているにもかかわらずその動作範囲、とりわけロール軸の回転範囲が広い。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照しながら本発明を実施形態に基づいて説明するが、本発明はかかる実施形態のみに限定されるものではない。
【００１２】
図１に、本発明の一実施形態に係る駆動装置を概略図で示し、この駆動装置Ａは、図１に示すように、ロール軸の回転角を増幅する回転角増幅機（以下、単に回転角増幅機という）１０と、ベースプレート２０と、所要数の駆動リンク３０と、固定リンク４０と、変角部リンク５０とを主要構成要素として備えてなるパラレルリンク機構Ｐを有する駆動装置とされる。
【００１３】
回転角増幅機１０は、外周部を形成する基準軸（枠）１１と、基準軸１１に装着されている低速軸１２と、低速軸１２により駆動される高速軸１３とを備えてなるもの、例えばサイクロ減速機とされる。つまり、回転角増幅機１０は減速機を増速機として利用してなるものである。また、回転角増幅機１０は、図示はされていないが、中心部に表面から裏面に貫通する貫通孔が形成されていて制御ケーブルやセンサからの信号ケーブルなどの挿通がなし得るようにされている。
【００１４】
ベースプレート２０は、例えば円板状体とされて回転角増幅機１０と所定距離隔て配設される。図示例ではベースプレート２０は回転角増幅機１０と所定距離隔ててその真下に配設されている。
【００１５】
駆動リンク３０は、直動アクチュエータ例えば油圧シリンダ３１と、油圧シリンダ３１の基端部に配設された旋回機構例えばユニバーサルジョイント３２と、油圧シリンダ３１の駆動軸３１ａの先端部にシリーズに配設された旋回機構および回転機構例えばユニバーサルジョイント３３およびスイベルジョイント３４とを備えてなるものとされ、つまり先端部が３自由度を有しかつ基端部が２自由度を有するものとされ、その基端部のユニバーサルジョイント３２の接続部がベースプレート２０の適宜位置例えば外周に接合され、その駆動軸３１ａの先端部に設けられたユニバーサルジョイント３３の接続部が回転角増幅機１０の基準軸１１の適宜位置例えば外周に接合されている。なお、駆動リンク３０は、先端部が２自由度とされ基端部が３自由度とされてもよい。
【００１６】
駆動リンク３０の本数は、例えば３本とされそれらが適宜間隔で配設されている。例えば、第１駆動リンク３０Ａ、第２駆動リンク３０Ｂおよび第３駆動リンク３０Ｃが１２０度の等間隔、あるいは図２および図３に示すように１８０度、９０度、９０度の間隔で配設されている。
【００１７】
固定リンク４０は中空体とされその先端部４１に旋回機構例えばユニバーサルジョイント４３を備えてなるものとされ、その基端４２がベースプレート２０の適宜位置例えば中心に固設され、先端部４１のユニバーサルジョイント４３の接続部が回転角増幅機１０の低速軸１２の適宜位置に接合されている。この場合、固定リンク４０の軸心と低速軸１２の回転中心が一致されられているのが、動作の対称性を確保する点から好ましい。
【００１８】
変角部リンク５０は基端部に設けられた円板状体の接合部５１と、その接合部５１上面に軸心を一致させて配設されたエンドエフェクタ５２とを備えてなるものとされ、接合部５１が回転角増幅機１０の高速軸１３に着脱自在に接合されている。この場合、変角部リンク５０の軸心と高速軸１３の回転中心が一致されられているのが、動作の対称性を確保する点から好ましい。
【００１９】
そして、エンドエフェクタ５２を制御するための制御ケーブルやエンドエフェクタ５２に設けられたセンサの信号ケーブルなどは、ベースプレート２０を貫通させて固定リンク４０の中空内部および回転角増幅機１０の貫通孔を利用して配設される。このようにすることにより、これらのケーブルがいずれの駆動リンク３０からも遠ざかるので、これらのケーブルにより伝送される制御信号や検出信号が駆動リンク３０から発生する電磁波ノイズや振動ノイズの影響受けにくくなる。
【００２０】
しかして、かかる構成とされている駆動装置Ａにおいて、エンドエフェクタ５２のピッチ角を変更する場合は、例えばエンドエフェクタ５２を第１駆動リンク３０Ａ側に傾斜させる場合は、図４に示すように、第１駆動リンク３０Ａを縮めるとともに第２駆動リンク３０Ｂを伸ばし、そして第３駆動リンク３０Ｃを図１に示す中立状態とすればよい。また、エンドエフェクタ５２を下から見て時計方向に回転させる場合は、例えば図４に示す状態から一度第３リンク３０Ｃを縮めた後に、図５に示すように、第１駆動リンク３０Ａ、第２駆動リンク３０Ｂおよび第３駆動リンク３０Ｃがそれぞれ同一量伸びた状態にすればよく、逆に回転させる場合は、例えば図４に示す状態から一度第３リンク３０Ｃを伸ばした後に、第１駆動リンク３０Ａ、第２駆動リンク３０Ｂおよび第３駆動リンク３０Ｃがそれぞれ同一量伸びた状態にすればよい。この場合、回転角増幅機１０の増幅率、増速機におけるところの増速比を例えば６とすれば、基準軸１１を３０度回転させるだけで、エンドエフェクタ５２を１８０度回転させることができる。
【００２１】
このように、この実施形態によれば、構成を複雑化することなくパラレルリンク機構Ｐを有する駆動装置Ａの動作範囲とりわけエンドエフェクタ５２の軸回りの変角範囲、つまりロール軸の変角範囲が拡大される。
【００２２】
また、かかるパラレルリンク機構Ｐを有する駆動装置Ａにおいては、エンドエフェクタ５２に曲げやねじりモーメントが作用しても、駆動リンク３０の両端には３軸回転自由な軸受が介装されているので、駆動リンク３０には曲げやねじりモーメントが作用せず、エンドエフェクタ５２にかかる負荷はすべて駆動リンク３０の軸線方向の負荷に分解される。そのため、ロール軸の軸受部の小型化が可能である。
【００２３】
【実施例】
図６および図７に、本発明の実施形態に係る駆動装置Ａを投棄物模型Ｂの支持装置Ｓに適用してなる風洞試験装置Ｆの概略図を実施例として示す。また図８および図９に、比較のために従来の駆動装置Ａ’を投棄物模型Ｂの支持装置Ｓ’に適用してなる風洞試験装置Ｆ’の概略図を比較例として示す。
【００２４】
この投棄物模型Ｂの支持装置Ｆは、投棄物の母機から投棄後の動作を模擬させるため、広範な動作範囲とりわけ広範なロール角変更が要求される。そのため、比較例においては、投棄物模型Ｂのピッチ角変更およびヨー角変更は２軸パラレルリンクＰ’により行わせるとともに、ロール角変更はパラレルリンクＰ’の先端部が接合されているスティング基部１に内蔵されたモータ（電動機）（図示省略）により行わせている。
【００２５】
このため、比較例においてはスティング基部１が長大化してスティング２の実質的な長さが短くなり、投棄物周辺の気流を精度よく模擬することができないという問題がある。また、投棄物模型Ｂには、それに作用する力を検出するために力センサ（図示省略）が設けられているが、その伝送経路はスティング基部１を通り、しかもその力センサからの信号は微弱であるため、伝送途中においてモータやモータの動力ケーブルからの電磁波ノイズにより劣化されて精度のよい検出がなし得ないという問題もある。
【００２６】
しかるに、実施例においてはピッチ角変更、ヨー角変更およびロール角変更のすべてを油圧駆動の３軸パラレルリンクＰにより行わせるようにしているので、力センサからの信号が電磁波ノイズにより劣化されるおそれはなく、精度のよい検出がなし得る。また、回転角増幅機１０はモータに比して薄型とできるため、スティング基部１の長大化が防止されピッチ角およびヨー角の変更中心までの距離を比較例と同一とした場合、スティング２の実質的な長さを長くできて投棄物周辺の気流を精度よく模擬することができる。
【００２７】
さらに、実施例においてはパラレルリンクＰのみの駆動としているので、構成部品の種類数が削減されて支持装置Ｓのコスト低減が図られるとともに、その制御の簡素化も図られる。
【００２８】
以上、本発明を実施形態および実施例に基づいて説明してきたが、本発明はかかる実施形態および実施例に限定されるものではなく、種々改変が可能である。
【００２９】
例えば、実施形態では回転角増幅機１０としてサイクロ減速機を例に取り説明されているが、回転角増幅機１０としての適用はサイクロ減速機に限定されるものではなく、各種の減速機とすることができ例えば遊星歯車減速機、波動歯車減速機などとすることができる。
【００３０】
また、実施形態においては駆動リンクの本数は３本とされているが、駆動リンクの本数は駆動装置の適用形態に応じて適宜とでき、４本以上例えば６本とすることもでき、また直動アクチュエータとして油圧シリンダ３１が用いられているが、電動シリンダとされてもよい。
【００３１】
さらに、実施例においては投棄物模型を例に取り説明されているが、適用できるのは投棄物に限定されるものではなく、母機から発射されたり投下されたりして母機から分離される各種物体について適用できる。つまり、母機分離模型に滴用できる。
【００３２】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、パラレルリンク機構を有する駆動装置の動作範囲、とりわけロール軸の変角範囲が拡大されるという優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る駆動装置の概略図である。
【図２】同駆動装置の上部平面概略図である。
【図３】同駆動装置の下部平面概略図である。
【図４】同駆動装置の動作説明図であって、ピッチ角変更時を示す。
【図５】同駆動装置の動作説明図であって、ロール角変更時を示す。
【図６】実施例の側面図である。
【図７】同正面図である。
【図８】比較例の側面図である。
【図９】同正面図である。
【図１０】特開平８ー１１０８１号公報の提案に係る駆動装置の概略図である。
【符号の説明】
１        スティング基部
２        スティング
１０        ロール軸回転角増幅機
１１        基準軸
１２        低速軸
１３        高速軸
２０        ベースプレート
３０        駆動リンク
３１        油圧シリンダ
４０        固定リンク
５０        変角部リンク
５２        エンドエフェクタ
Ａ        駆動装置
Ｂ        投棄物模型
Ｆ        風洞試験装置
Ｐ        パラレルリンク機構
Ｓ        支持装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004353848.tif 000008
【図７】
2004353848.tif 000009
【図８】
2004353848.tif 000010
【図９】
2004353848.tif 000011
【図１０】
2004353848.tif 000012