JPH0244678B2 - 3jigenyodokiko - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えば産業用ロボツトにおいてそ
のエンドエフエクタの姿勢を任意に変化させるた
めの手首装置などに利用して有効な３次元揺動機
構に関するものである。

例えば産業用ロボツトの手首装置において、そ
のロボツトのエンドエフエクタの姿勢を制御する
には、その手首に３自由度を与える必要がある。
この種のロボツトとしては第１図のようなものが
ある。すなわち基台１上には垂直軸まわり（α₁方
向）に回動可能に回動台２が支持され、回動台２
上には水平軸まわり（α₂方向）に回動可能に第１
回動腕３が支持され、さらに腕３先端にはα₃方向
（α₂方向と同方向）に回動可能に第２回動腕４が
支持され、さらには腕４先端にはα₄方向（α₂方向
と同方向）に回動可能に第１回動部材５が支持さ
れ、さらにはまた部材５にはα₅方向（α₄軸とは直
角方向の軸まわり）に回動可能に第２回動部材６
が支持され、さらにはまた部材６にはα₆方向（α₅
軸とは直角方向の軸まわり）に回動可能にエンド
エフエクタ（例えば溶接用トーチＴなど）の保持
部材７が支持された多関節型のアーク溶接ロボツ
トがあり、α₄〜α₆軸が手首装置に相当している。

この場合、ロボツトの慣性を小として位置決め
精度を向上させるため、あるいは手首部分に突起
物を設けないようにするために、一般にα₄〜α₆軸
の各駆動源は、すべて腕４に装着され、適宜動力
伝達機構を介してα₄〜α₆軸を駆動するべく構成さ
れている。しかしながら前記動力伝達機構は構造
複雑で、重量も大である。

この発明は前述事情に鑑みなされたものであ
り、動力伝達機構を簡素化した３次元揺動機構を
提供せんとするものである。

以下実施例を詳述する。なおこの実施例ではア
ーク溶接ロボツトの手首装置に利用した３次元揺
動機構Ｍとして説明するが、この発明をこの実施
の形態に限定するものではない。

１１，１２，１３は、支持部材（実施例では前
記第１図の第２回動腕）４に対してそれぞれ別々
に回動可能に同軸上に第１軸支１１ａ、第２軸支
１２ａ、第３軸支１３ａした第１腕、第２腕およ
び第３腕である。各腕１１〜１３の各駆動源は、
図示しないが支持部材４に装着されている。

１４は、腕１１先端に回動自在に第４軸支１４
ａした第４腕である。

１５は、腕１２先端に回動自在に第５軸支１５
ａした第５腕である。

１６は、腕１３先端に回動自在に第６軸支１６
ａした第６腕である。

１７は、腕１４〜１６先端に第７軸支１７ａ、
第８軸支１７ｂ、第９軸支１７ｃした環状の揺動
体である。

なお各軸１１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１
５ａ，１６ａ，１７ａ，１７ｂ，１７ｃは、それ
ら各軸方向中心線が一点O₁で交差するように設
定されている。

以上の１１〜１７でこの実施例３次元揺動機構
Ｍが構成されている。

そして揺動体１７にはトーチＴの保持部材７が
取付けられる。

さらにこの実施例の作用を述べる。

図示しない制御装置を介して、α₁〜α₃軸および
軸１１ａ〜１３ａを駆動し、ワークの溶接線に対
するトーチＴの位置および姿勢を制御するのであ
るが、とりわけトーチＴの姿勢を制御する場合に
ついて説明する。

今仮りに機構Ｍは第２図の状態、すなわち各腕
１１〜１３がそれぞれ120度の間隔をおいた位置
にあるものとする。

そこで第２図の状態において、腕１１，１３は
固定したまま腕１２を反時計方向に一定角度だけ
回動させると、揺動体１７はO₁点を中心に揺動
し、第３図のような姿勢に変位される。

また第２図の状態において、腕１２，１３は固
定したまま腕１１を反時計方向に一定角度だけ回
動させると、揺動体１７はO₁点を中心に揺動し、
第４図のような姿勢に変位される。

このようにいずれか２本の腕を固定して他の１
本の腕１１，１２または１３を回動させたり、あ
るいは腕１１〜１３のうちいずれか１本を固定し
て他の２本を同時に回動させたり、さらには腕１
１〜１３をすべて回動させたりすることにより、
揺動体１７はO₁点を中心に揺動し、トーチＴを
任意の姿勢に変化させ得ることは明白であろう。

なお全腕１１〜１３を同時に同角速度で同方向
に回動させれば、揺動体１７は揺動せず、トーチ
Ｔが軸１１ａ〜１３ａまわりに回動する。

前述説明は、軸１１ａ〜１３ａを入力側、揺動
体１７を出力側に構成した手首装置としての実施
例であるが、例えば揺動体１７を入力側の操作レ
バーとし、各軸１１ａ〜１３ａを出力側として構
成すれば、１本のレバーで３軸制御できることに
なり、操作レバー装置として利用することも可能
である。その他各構成の均等物との置換もこの発
明の技術範囲に含まれることはもちろんである。

この発明揺動機構Ｍは前述のように構成されて
いるので、その軸１１ａ〜１３ａを入力側、揺動
体１７を出力側として産業用ロボツトの手首装置
に利用すれば、その手首装置は、従来のものに比
し、小型で、構造簡単、かつ軽量となり、効果顕
著である。また反対に揺動体１７を入力側、軸１
１ａ〜１３ａを出力側としてこの機構Ｍを操作レ
バー装置に利用すれば、１本のレバーで３軸制御
できることになり、操作レバー装置としてきわめ
て有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の産業用ロボツト（多関節型のア
ーク溶接ロボツト）の概略説明図、第２〜４図は
いずれもこの発明の一実施例を示し、第２図は前
記アーク溶接ロボツトの手首装置に利用した場合
の一部破断斜視図、第３，４図は作用説明用斜視
図である。 図において、Ｍ…３次元揺動機構、４…支持部
材、１１…第１腕、１１ａ…第１軸、１２…第２
腕、１２ａ…第２軸、１３…第３腕、１３ａ…第
３軸、１４…第４腕、１４ａ…第４軸、１５…第
５腕、１５ａ…第５軸、１６…第６腕、１６ａ…
第６軸、１７…揺動体、１７ａ…第７軸、１７ｂ
…第８軸、１７ｃ…第９軸、O₁…点、である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 支持部材に対してそれぞれ別々に回動自在に
   同軸上に第１、第２、第３軸支した第１、第２、
   第３腕と、前記第１腕先端に回動自在に第４軸支
   した第４腕と、前記第２腕先端に回動自在に第５
   軸支した第５腕と、前記第３腕先端に回動自在に
   第６軸支した第６腕と、前記第４、第５、第６腕
   先端に第７、第８、第９軸支した揺動体とを備
   え、前記第１軸〜第９軸は、それら軸方向中心線
   が一点で交差するように設定されてなる、３次元
   揺動機構。