JPH03104590A - マニプレータ用ジョイント - Google Patents
マニプレータ用ジョイントInfo
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- JPH03104590A JPH03104590A JP23914689A JP23914689A JPH03104590A JP H03104590 A JPH03104590 A JP H03104590A JP 23914689 A JP23914689 A JP 23914689A JP 23914689 A JP23914689 A JP 23914689A JP H03104590 A JPH03104590 A JP H03104590A
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- manipulator
- coil spring
- joint
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
この発明は、マニプレータに用いるジョイントであって
、とくにフレキシブルに屈曲可能に構成したちの関する
． （従来の技術） マニプレータ型ロボット等で作業を実行させる場合、マ
ニプレータの先端に装着された作業工具．指あるいは部
品等（以下、ピースという）を作業を行なうべきワーク
の所定の位置に所定の姿勢で位置決めすることが必要で
ある． 従来、例えば第１９図および第２０図に示すボルトの締
め込み作業ように、ワークであるボルトＢの中心軸Ｏに
ピースであるドライバヘッドＤの中心輪を一致させ、こ
の状態を維持しつつドライバヘッドＤを駆動させながら
押し込むことが必要である． この作業をロボットＲに円滑に実行させるには、ドライ
バヘッドＤの中心軸を前記ポルトＢの中心Ｉｌｌ＆０上
に精度良く一致させることが重要であり、このためにマ
ニプレータＭに多数の関Ｔ６Ｊ１ −Ｊ５を設け、これ
らの関＃Ｊ１〜Ｊ５がそれぞれなす角度を高精度に制御
することにより、中心軸０に一致させ、作業の円滑を図
っている．すなわち、このような従来のマニプレータ型
ロボットＲにおいては、マニプレータＭに組み込まれた
多数の関節Ｊｌ−Ｊ５を適宜に屈曲させることによって
、ピースであるドライバヘッドＤをワークであるボルト
Ｂに対する適切な位置および姿勢に位置決めすることと
している． （発明が解決すべき課題） しかし、マニプレータとワークとの相対的な位置関係に
よっては、マニプレータが有する関節をいかに屈曲させ
ても、マニプレータの先端に装着されたピースをワーク
上の所望の位置に所望の姿勢で位置決めすることのでき
ない場合がある．このような場合、従来の技術によれば
、マニプレータにさらに関節を追加することによって、
マニプレータの自由度を高めることが行なわれている． このように、関節を追加してマニプレータの自由度を高
めると、制御すべき関節の個数が増加するのでマニプレ
ータの制御が煩雑となる．また、マニプレータの先端に
装着されたピースの位置決め精度は、マニプレータの各
関節の有する誤差が累積されて定まるので、各関節の屈
曲精度を高精度に制御することが必要となり、この点か
らもマニプレータの制御が複雑なものとなる．かかる従
来技術に対し、発明者らはフレキシブルなジョイントを
用いることによって、有する関節の数の割に自由度の高
いマニプレータを提供し、マニプレータ型ロポットの制
御の煩雑化を防止することを別に提案している． ところで、フレキシブルなジョイントをコイルスプリン
グ等のばねを用いて構成する場合、このジョイントより
先端側となるピース等の重量がばねの強さに比べて重す
ぎたり、重心が偏心している場合には、ピース等の重量
によってばねが変形してピース等が垂れ下ったり、マニ
プレータの移動時等にピース等が振動することによって
、位置決め作業の効率を低下させるおそれがある．この
ような場合には、コイルスプリングのばねの強さを大き
くしてピース等の荷重に対抗させることも考えられるが
、ばねの強さを大きくすると、ジョイントが屈曲しにく
くなり、ジョイントのフレキシブルさが失われ、マニプ
レータの作動の円滑が損なわれるおそれがある． この発明は、かかる背最に基づいてなされたもので、ば
ね強さを強くせずともピース等の重量に対抗することの
できるフレキシブルジョイントを提供することによって
、位置決め作業の効率を損なわずマニプレータの作動の
円滑を図ることを目的とするものである． （課題を解決するための手段） この目的を達成するために、この発明は、複数のアーム
部材を屈曲可能に構成した関節を介して順次接続すると
ともに、その先端に連結部を介してピースを装着したマ
ニプレータにおいて、前記関節と連結部のうち少なくと
も一箇所に、フレキシブルジョイントを設置するととも
に、このフレキシブルジョイントはコイルスプリングと
、このコイルスプリングに沿って配置した支持装置とを
有することを特徴とする． （作用） この発明によれば、ピース等の重量の多くは支持装置で
負担され、フレキシブルジョイントを構威するコイルス
プリングに加わる重量が軽減されるので、ばね強さを強
くせずどもピース等の垂れ下りや振動を生じず、ピース
等の重量に対抗することができ、コイルスプリングのば
ね強さを強くせずに済むのでフレキシブルさが失われず
、マニプレータの作動の円滑を図ることができる．（実
施例） 以下、図面に示す実施例によりこの発明を説明するが、
まず第１図から第７図に示す第１実施例により説明する
． １はマニプレータ型ロボットを示し、台車２とマニプレ
ータ３とを有する（第４図および第５図）マニプレータ
３は、第１のアーム部材４と第２のアーム部材５とを有
し、第１のアーム部材４の基端４ａは前記台車ｚ上に垂
直軸（２軸）まわりに回動可能に構成されたＺ軸関節６
に支持されている． そして、この第１のアーム部材４の先端４ｂには水平軸
（Ｙ軸）まわりに回動可能に構成されたＹ軸関節７を介
して＠２のアーム部材５の基端５ａが連結されている． この第２のアーム部材５は、前記Ｙ軸まわりに旋回可能
であるとともに、その内部に不図示の伸縮機構を有して
いるので、第２のアーム部材５の先端５ｂは前記Ｙ軸ま
わりに変位することができ、かつＹ軸に垂直方向に進退
可能となっている．そして、この第２のアーム部材５の
先端５ｂには、この第２のアーム部材５の袖方向（Ｘｌ
ｌｉｌｌ）まわりに回動可能に構成されたＸ軸関節８に
より取付ブレート９が支持され、この取付プレート９に
はコイルスプリング１１等からなるフレキシブルジョイ
ント１０が連結されて連結部１２が形威され、この連結
部１２を介してピース部ｌ３が装着されている． すなわち、この実施例のフレキシブルジョイント１０は
、第１図から第３図に示すように、前記Ｘ輪関節８に支
持された取付プレート９と、ピース部１３をカプラ１４
ｂを介して支持するプレート１４とを有し、これらの取
付プレート９およびプレート１４の間は前記コイルスプ
リング１１で連結されている． そして、前記取付プレート９の下端にはロツド１５の一
端が固定され、このロツド１５の他端はピース部１３側
に延在させて前記プレートｌ４の下縁１４ａの中央部下
方に配置されており、このロッド１５は前記コイルスプ
リング１１に沿って、その軸方向に延在されている． そして、前記プレート１４は前記コイルスプリング１１
の伸縮に応じてこのロツド１５上を摺動し、このロッド
１５は前記プレート１４を介してピース部１３等の荷重
の多くを支持するものである。
、とくにフレキシブルに屈曲可能に構成したちの関する
． （従来の技術） マニプレータ型ロボット等で作業を実行させる場合、マ
ニプレータの先端に装着された作業工具．指あるいは部
品等（以下、ピースという）を作業を行なうべきワーク
の所定の位置に所定の姿勢で位置決めすることが必要で
ある． 従来、例えば第１９図および第２０図に示すボルトの締
め込み作業ように、ワークであるボルトＢの中心軸Ｏに
ピースであるドライバヘッドＤの中心輪を一致させ、こ
の状態を維持しつつドライバヘッドＤを駆動させながら
押し込むことが必要である． この作業をロボットＲに円滑に実行させるには、ドライ
バヘッドＤの中心軸を前記ポルトＢの中心Ｉｌｌ＆０上
に精度良く一致させることが重要であり、このためにマ
ニプレータＭに多数の関Ｔ６Ｊ１ −Ｊ５を設け、これ
らの関＃Ｊ１〜Ｊ５がそれぞれなす角度を高精度に制御
することにより、中心軸０に一致させ、作業の円滑を図
っている．すなわち、このような従来のマニプレータ型
ロボットＲにおいては、マニプレータＭに組み込まれた
多数の関節Ｊｌ−Ｊ５を適宜に屈曲させることによって
、ピースであるドライバヘッドＤをワークであるボルト
Ｂに対する適切な位置および姿勢に位置決めすることと
している． （発明が解決すべき課題） しかし、マニプレータとワークとの相対的な位置関係に
よっては、マニプレータが有する関節をいかに屈曲させ
ても、マニプレータの先端に装着されたピースをワーク
上の所望の位置に所望の姿勢で位置決めすることのでき
ない場合がある．このような場合、従来の技術によれば
、マニプレータにさらに関節を追加することによって、
マニプレータの自由度を高めることが行なわれている． このように、関節を追加してマニプレータの自由度を高
めると、制御すべき関節の個数が増加するのでマニプレ
ータの制御が煩雑となる．また、マニプレータの先端に
装着されたピースの位置決め精度は、マニプレータの各
関節の有する誤差が累積されて定まるので、各関節の屈
曲精度を高精度に制御することが必要となり、この点か
らもマニプレータの制御が複雑なものとなる．かかる従
来技術に対し、発明者らはフレキシブルなジョイントを
用いることによって、有する関節の数の割に自由度の高
いマニプレータを提供し、マニプレータ型ロポットの制
御の煩雑化を防止することを別に提案している． ところで、フレキシブルなジョイントをコイルスプリン
グ等のばねを用いて構成する場合、このジョイントより
先端側となるピース等の重量がばねの強さに比べて重す
ぎたり、重心が偏心している場合には、ピース等の重量
によってばねが変形してピース等が垂れ下ったり、マニ
プレータの移動時等にピース等が振動することによって
、位置決め作業の効率を低下させるおそれがある．この
ような場合には、コイルスプリングのばねの強さを大き
くしてピース等の荷重に対抗させることも考えられるが
、ばねの強さを大きくすると、ジョイントが屈曲しにく
くなり、ジョイントのフレキシブルさが失われ、マニプ
レータの作動の円滑が損なわれるおそれがある． この発明は、かかる背最に基づいてなされたもので、ば
ね強さを強くせずともピース等の重量に対抗することの
できるフレキシブルジョイントを提供することによって
、位置決め作業の効率を損なわずマニプレータの作動の
円滑を図ることを目的とするものである． （課題を解決するための手段） この目的を達成するために、この発明は、複数のアーム
部材を屈曲可能に構成した関節を介して順次接続すると
ともに、その先端に連結部を介してピースを装着したマ
ニプレータにおいて、前記関節と連結部のうち少なくと
も一箇所に、フレキシブルジョイントを設置するととも
に、このフレキシブルジョイントはコイルスプリングと
、このコイルスプリングに沿って配置した支持装置とを
有することを特徴とする． （作用） この発明によれば、ピース等の重量の多くは支持装置で
負担され、フレキシブルジョイントを構威するコイルス
プリングに加わる重量が軽減されるので、ばね強さを強
くせずどもピース等の垂れ下りや振動を生じず、ピース
等の重量に対抗することができ、コイルスプリングのば
ね強さを強くせずに済むのでフレキシブルさが失われず
、マニプレータの作動の円滑を図ることができる．（実
施例） 以下、図面に示す実施例によりこの発明を説明するが、
まず第１図から第７図に示す第１実施例により説明する
． １はマニプレータ型ロボットを示し、台車２とマニプレ
ータ３とを有する（第４図および第５図）マニプレータ
３は、第１のアーム部材４と第２のアーム部材５とを有
し、第１のアーム部材４の基端４ａは前記台車ｚ上に垂
直軸（２軸）まわりに回動可能に構成されたＺ軸関節６
に支持されている． そして、この第１のアーム部材４の先端４ｂには水平軸
（Ｙ軸）まわりに回動可能に構成されたＹ軸関節７を介
して＠２のアーム部材５の基端５ａが連結されている． この第２のアーム部材５は、前記Ｙ軸まわりに旋回可能
であるとともに、その内部に不図示の伸縮機構を有して
いるので、第２のアーム部材５の先端５ｂは前記Ｙ軸ま
わりに変位することができ、かつＹ軸に垂直方向に進退
可能となっている．そして、この第２のアーム部材５の
先端５ｂには、この第２のアーム部材５の袖方向（Ｘｌ
ｌｉｌｌ）まわりに回動可能に構成されたＸ軸関節８に
より取付ブレート９が支持され、この取付プレート９に
はコイルスプリング１１等からなるフレキシブルジョイ
ント１０が連結されて連結部１２が形威され、この連結
部１２を介してピース部ｌ３が装着されている． すなわち、この実施例のフレキシブルジョイント１０は
、第１図から第３図に示すように、前記Ｘ輪関節８に支
持された取付プレート９と、ピース部１３をカプラ１４
ｂを介して支持するプレート１４とを有し、これらの取
付プレート９およびプレート１４の間は前記コイルスプ
リング１１で連結されている． そして、前記取付プレート９の下端にはロツド１５の一
端が固定され、このロツド１５の他端はピース部１３側
に延在させて前記プレートｌ４の下縁１４ａの中央部下
方に配置されており、このロッド１５は前記コイルスプ
リング１１に沿って、その軸方向に延在されている． そして、前記プレート１４は前記コイルスプリング１１
の伸縮に応じてこのロツド１５上を摺動し、このロッド
１５は前記プレート１４を介してピース部１３等の荷重
の多くを支持するものである。
なお、このプレート１４の下縁１４ａには丸味を付して
、プレートｌ４のロツド１５上での摺動性が良好となる
ように配慮されている．この実施例における前記取付プ
レート９、ロッド１５およびプレート１４は、この発明
でいう，支持装置Ｓを構成するものである． そして、この実施例のマニプレータ型ロボット１の実行
すべき作業が後述するようにポルト２１を締め込むこと
であるので、ピース部１３はピースであるドライバヘッ
ド１６とこのドライバヘッドｌ６を回転駆動する駆動装
置としてのモータ１７とを有しており（第６図参照）、
これらのドライバヘッドｌ６とモータｌ７とは同軸上に
配置され、剛直に連結されて一体に構成されたものであ
る． このように構成されたマニプレータ型ロボット１による
ボルト２１の締め込み動作を以下に説明する． まず、台車２を移動させて、マニプレータ３の先端がワ
ークであるポルト２１に到達しつる位置で停止させる． そして、前記Ｚ軸関節６およびＹ軸関節７を調節してマ
ニプレータ３の先端に装着されたドライバヘッド１６を
締め込み作業を行なうポルト２１の方向に向けて位置さ
せた状態とする（第４図および第５図）． この後、第２のアーム部材５に内装されている伸縮機構
を作動させて、第６図に示すようにドライバヘッド１６
をボルト２１に近接させる．マニプレータ３のかかる動
作時において、前記ロッド１５がピース部１３の後端の
プレート１４の下縁１４ａを支持しているので、ピース
部１３の垂れ下りや振動の発生のおそれが少なく、コイ
ルスプリング１１のばね強さが小さくとも容易にボルト
２１の位置にドライバヘッド１６を近接させることがで
きる． そして、さらに前記伸縮機構を伸張させると、ドライバ
ヘッド１６にはボルト２１の頭部２１ａから反力が作用
してピース部１３全体がコイルスプリング１１の部分で
屈曲されてドライバヘッド１６のかん合穴ｌｅａにボル
ト２１の頭部２１ａがはまり込む（第７図）． この場合、ピース部１３はコイルスプリング１ｌによっ
て周方向のいずれの方向にも自由に屈曲可能に支持され
ているから、ドライバヘッド１６に頭部２１ａがはまり
込む可能性が高く、前記のごとき支持装ｆＳを設置して
あるので、前記コイルスプリング１１のばね強さを強く
せずとも、ピース部１３の垂れ下がりや振動を生じない
ので位置決め作業の効率を損なわず、また、コイルスプ
リング１１のばね強さが小さいので、マニプレータ３に
よる小さな押圧力による反力によっても容易に屈曲させ
ることができマニプレータ３の作動の円滑を図ることが
できる． この実施例においては、とくにドライバヘッド１６のか
ん合穴１６ａの開口端を若干広げてガイド部１８を形成
し、ドライバヘッド１６のボルト２１頭部２１ａへのは
まり込みが円滑になされるように、配慮がなされている
． すなわち、マニプレータ３の伸張によってドライバヘッ
ド１６のかん合穴１６ａの開口端側からボルト２１頭部
２１ａが侵入する場合に、このガイド部１８は前記頭部
２１ａを円滑にがん合穴１６ａ内に案内収容させ、ピー
ス部１３を前記頭部２１ａに沿うように前記コイルスプ
リング１１の部分で屈曲させて、ピース部１３全体をボ
ルト２ｌの中心軸に一致する姿勢とするものである．次
に、第８図および第９図に示す第２実施例を説明するが
、この第２実施例は、先に説明した第１実施例とは、ロ
ツドを２本にした点が相違し、その他の点は同様である
． 以下の説明においては、この相違点についてのみ説明し
共通点についての説明は省略する．すなわち、この実施
例のフレキシブルジョイント１０は、前記Ｘ軸関節８に
支持された取付プレート９と、ピース部１３をカブラ１
４ｂを介して支持するプレート１４とを有し、これらの
取付ブレート９およびプレート１４の間はコイルスプリ
ング１１で連結されており、前記取付プレート９の下端
にはそれぞれ一端が固定され他端をピース部１３側に平
行に延在させた２本のロッド２５ａ，２５ｂが設置され
ている． これらの２本のロッド２５ａ，２５ｂは、前記プレート
１４の下縁１４ａの中央部下方に配置されており、これ
らのロッド２５ａ，２５ｂの上面で、前記プレート１４
の丸味を有する下縁１４ａを支持してピース部１３等の
荷重の多くを分担し、これらのロツド２５ａ，２５ｂ上
をプレートｌ４が前記コイルスプリング１１の伸縮に応
じて摺動するものである． この実施例においては、このように２本のロッド２５ａ
，２５ｂでプレート１４を支持するので、第１実施例の
場合よりプレートｌ４の支持状態が安定し、マニプレー
タ３の移動によりピース部１３をボルト２ｌの直近に位
置させる場合の移動を容易に行なうことができる利点が
ある．この実施例における前記取付プレート９、ロッド
２５ａ，２５ｂおよびプレートｌ４は、この発明でいう
，支持装置Ｓを構成するものである．次に、第１０図お
よび第１１図に示す第３実施例を説明する． 先に説明した第１および第２実施例においては、それぞ
れプレートに固定したロッドを用いて支持装置Ｓを構威
したが、この実施例においては、コイルスプリングから
なる引っ張りばねを用いて支持装置Ｓを構成している点
のみが相違し、その他の点は同様である． 以下の説明においては、この相違点についてのみ説明し
共通点についての説明は省略する．すなわち、この実施
例のフレキシブルジョイント１０は、前記Ｘ軸関節８に
支持された取付プレート９と、ピース部１３をカブラ１
４ｂを介して支持するプレート１４と、これらの取付プ
レート９およびプレート１４の間を連結するコイルスプ
リング１１とを有し、前記取付プレート９の上端には平
行に設置された２本の調節ポルト３５ａ，３５ｂがねじ
合わされている． そして、前記プレート１４の上端には、２木の引っ張り
ばね３６ａ，３６ｂの一端が連結されており、これらの
引っ張りばね３６ａ，３６ｂの他端は、それぞれ前記調
節ボルト３５ａ，３５ｂの先端に連結されている． したがって、前記プレート１４およびピース部１３に作
用する重力に対して、前記調節ボルト３５ａ，３５ｂを
適宜調節することによって、前記プレート１４の前方へ
の傾斜を引き起こした状態としてピース部１３を支持す
る支持装置Ｓを構成するものである． この実施例においては、このように２本の引っ張りばね
３６ａ，３６ｂを用いてプレート１４を支持するので、
第１および第２実施例の場合と異なり支持装置Ｓ自体も
フレキシブルであり、ピース部１３の屈曲の自由度が小
さい方向が存在せず、ピース部１３の屈曲の自由度をき
わめて高く維持することができる利点がある． 次に、第１２図から第１８図に示す第４実施例について
説明する． この第４実施例は、先に説明した第２実施例を前提とし
て、これにコイルスプリング１ｌの自由変形を制限する
制限機構Ｌを付加して構威したものである． したがって、この第４実施例においては、第２実施例と
同様の構造による同様の効果を奏する外に、以下に説明
する機能を有する． なお、先に説明したと同様のものについては、図中に同
一の参照番号を付与して説明を省略することとする． すなわち、この実施例のフレキシブルジョイント１０は
、前記Ｘ軸関節８に支持された取付プレート９と、ピー
ス部１３をカブラ１４ｂを介して支持するプレート１４
と、これらの取付プレート９およびプレート１４の間を
連結するコイルスプリング１１とを有し、前記取付プレ
ート９の下部にはギヤボックス４４が設置され、このギ
ヤボックス４４には２本のロッド４５ａ，４５ｂのそれ
ぞれの一端が挿通されて回動可能に支持され、これらの
ロッド４５ａ，４５ｂの他端はピース部ｌしたがって、
これらの取付プレート９と、プレート１４と、ロッド４
５ａ，４５ｂとによって、前述の第２実施例と同様の支
持装置Ｓが構成されている． そして、この支持装置Ｓには、次に説明するようにコイ
ルスプリング１１の自由な変形を制限する制限機構Ｌが
構成されている． すなわち、前記ロッド４５ａ，４５ｂのそれぞれの先端
部には、前後方向に略■字状に形威された姿勢整形羽根
４６ａ，４６ｂが溶接により固定されている． これらの羽根４６ａ，４６ｂは、そのｖ字状の空間にプ
レート１４の下縁１４ａを係脱するもので、該プレート
１４の下縁１４ａが係止されることによって前記コイル
スプリング１１の自由変形が制限されるものである． そして、前記ギヤボックス４４は、第１５図および第１
６図に示すように構成されている．すなわち、ギヤボッ
クス４４内の中央には上下動可能としたラック部材４７
が設置され、このラック部材４７の両側には前記ロッド
４５ａ，４５ｂの後端部に固定されたピニオン４８ａ，
４８ｂが該ギヤボックス４４に枢支されて配置され、こ
れらのビニオン４８ａ，４８ｂは前記ラック部材４７の
ラック歯にかみ合わされている．そして、このラック部
材４７には、ギヤボックス４４および取付プレート９を
貫通したスリットを経て後方に延びるレバー５１が連結
されており、このレバー５１は取付プレート９の後面に
設置された枢支ビン５２で枢支され、このレバー５１を
下げることによって、前記ラック部材４７が上動し、こ
れに伴なって前記ピニオン４８ａ，４８ｂが回動し、こ
れに伴なうロッド４５ａ，４５ｂの回動によって、前記
羽根４６ａ，４８ｂはそれぞれ外側に回転し、前記プレ
ート１４を解放するようになっている（第１７図および
第１８図参照）．なお、前記レバー５１を下部位置から
逆に上動すると、ラック部材４７が下降し、これに伴な
って、羽根４６ａ，４６ｂの内側への回転によってプレ
ート１４が拘束される． このように構威された第４実施例のフレキシブルジョイ
ントを有するマニプレータ３による作業は次のように行
なわれる． まず、マニプレータ３を移動させて、その先端のピース
部１３をワークであるポルト２１の直近に位置させ、ピ
ースであるドライバヘッドをボルト２１に一部を係合さ
せる。
、プレートｌ４のロツド１５上での摺動性が良好となる
ように配慮されている．この実施例における前記取付プ
レート９、ロッド１５およびプレート１４は、この発明
でいう，支持装置Ｓを構成するものである． そして、この実施例のマニプレータ型ロボット１の実行
すべき作業が後述するようにポルト２１を締め込むこと
であるので、ピース部１３はピースであるドライバヘッ
ド１６とこのドライバヘッドｌ６を回転駆動する駆動装
置としてのモータ１７とを有しており（第６図参照）、
これらのドライバヘッドｌ６とモータｌ７とは同軸上に
配置され、剛直に連結されて一体に構成されたものであ
る． このように構成されたマニプレータ型ロボット１による
ボルト２１の締め込み動作を以下に説明する． まず、台車２を移動させて、マニプレータ３の先端がワ
ークであるポルト２１に到達しつる位置で停止させる． そして、前記Ｚ軸関節６およびＹ軸関節７を調節してマ
ニプレータ３の先端に装着されたドライバヘッド１６を
締め込み作業を行なうポルト２１の方向に向けて位置さ
せた状態とする（第４図および第５図）． この後、第２のアーム部材５に内装されている伸縮機構
を作動させて、第６図に示すようにドライバヘッド１６
をボルト２１に近接させる．マニプレータ３のかかる動
作時において、前記ロッド１５がピース部１３の後端の
プレート１４の下縁１４ａを支持しているので、ピース
部１３の垂れ下りや振動の発生のおそれが少なく、コイ
ルスプリング１１のばね強さが小さくとも容易にボルト
２１の位置にドライバヘッド１６を近接させることがで
きる． そして、さらに前記伸縮機構を伸張させると、ドライバ
ヘッド１６にはボルト２１の頭部２１ａから反力が作用
してピース部１３全体がコイルスプリング１１の部分で
屈曲されてドライバヘッド１６のかん合穴ｌｅａにボル
ト２１の頭部２１ａがはまり込む（第７図）． この場合、ピース部１３はコイルスプリング１ｌによっ
て周方向のいずれの方向にも自由に屈曲可能に支持され
ているから、ドライバヘッド１６に頭部２１ａがはまり
込む可能性が高く、前記のごとき支持装ｆＳを設置して
あるので、前記コイルスプリング１１のばね強さを強く
せずとも、ピース部１３の垂れ下がりや振動を生じない
ので位置決め作業の効率を損なわず、また、コイルスプ
リング１１のばね強さが小さいので、マニプレータ３に
よる小さな押圧力による反力によっても容易に屈曲させ
ることができマニプレータ３の作動の円滑を図ることが
できる． この実施例においては、とくにドライバヘッド１６のか
ん合穴１６ａの開口端を若干広げてガイド部１８を形成
し、ドライバヘッド１６のボルト２１頭部２１ａへのは
まり込みが円滑になされるように、配慮がなされている
． すなわち、マニプレータ３の伸張によってドライバヘッ
ド１６のかん合穴１６ａの開口端側からボルト２１頭部
２１ａが侵入する場合に、このガイド部１８は前記頭部
２１ａを円滑にがん合穴１６ａ内に案内収容させ、ピー
ス部１３を前記頭部２１ａに沿うように前記コイルスプ
リング１１の部分で屈曲させて、ピース部１３全体をボ
ルト２ｌの中心軸に一致する姿勢とするものである．次
に、第８図および第９図に示す第２実施例を説明するが
、この第２実施例は、先に説明した第１実施例とは、ロ
ツドを２本にした点が相違し、その他の点は同様である
． 以下の説明においては、この相違点についてのみ説明し
共通点についての説明は省略する．すなわち、この実施
例のフレキシブルジョイント１０は、前記Ｘ軸関節８に
支持された取付プレート９と、ピース部１３をカブラ１
４ｂを介して支持するプレート１４とを有し、これらの
取付ブレート９およびプレート１４の間はコイルスプリ
ング１１で連結されており、前記取付プレート９の下端
にはそれぞれ一端が固定され他端をピース部１３側に平
行に延在させた２本のロッド２５ａ，２５ｂが設置され
ている． これらの２本のロッド２５ａ，２５ｂは、前記プレート
１４の下縁１４ａの中央部下方に配置されており、これ
らのロッド２５ａ，２５ｂの上面で、前記プレート１４
の丸味を有する下縁１４ａを支持してピース部１３等の
荷重の多くを分担し、これらのロツド２５ａ，２５ｂ上
をプレートｌ４が前記コイルスプリング１１の伸縮に応
じて摺動するものである． この実施例においては、このように２本のロッド２５ａ
，２５ｂでプレート１４を支持するので、第１実施例の
場合よりプレートｌ４の支持状態が安定し、マニプレー
タ３の移動によりピース部１３をボルト２ｌの直近に位
置させる場合の移動を容易に行なうことができる利点が
ある．この実施例における前記取付プレート９、ロッド
２５ａ，２５ｂおよびプレートｌ４は、この発明でいう
，支持装置Ｓを構成するものである．次に、第１０図お
よび第１１図に示す第３実施例を説明する． 先に説明した第１および第２実施例においては、それぞ
れプレートに固定したロッドを用いて支持装置Ｓを構威
したが、この実施例においては、コイルスプリングから
なる引っ張りばねを用いて支持装置Ｓを構成している点
のみが相違し、その他の点は同様である． 以下の説明においては、この相違点についてのみ説明し
共通点についての説明は省略する．すなわち、この実施
例のフレキシブルジョイント１０は、前記Ｘ軸関節８に
支持された取付プレート９と、ピース部１３をカブラ１
４ｂを介して支持するプレート１４と、これらの取付プ
レート９およびプレート１４の間を連結するコイルスプ
リング１１とを有し、前記取付プレート９の上端には平
行に設置された２本の調節ポルト３５ａ，３５ｂがねじ
合わされている． そして、前記プレート１４の上端には、２木の引っ張り
ばね３６ａ，３６ｂの一端が連結されており、これらの
引っ張りばね３６ａ，３６ｂの他端は、それぞれ前記調
節ボルト３５ａ，３５ｂの先端に連結されている． したがって、前記プレート１４およびピース部１３に作
用する重力に対して、前記調節ボルト３５ａ，３５ｂを
適宜調節することによって、前記プレート１４の前方へ
の傾斜を引き起こした状態としてピース部１３を支持す
る支持装置Ｓを構成するものである． この実施例においては、このように２本の引っ張りばね
３６ａ，３６ｂを用いてプレート１４を支持するので、
第１および第２実施例の場合と異なり支持装置Ｓ自体も
フレキシブルであり、ピース部１３の屈曲の自由度が小
さい方向が存在せず、ピース部１３の屈曲の自由度をき
わめて高く維持することができる利点がある． 次に、第１２図から第１８図に示す第４実施例について
説明する． この第４実施例は、先に説明した第２実施例を前提とし
て、これにコイルスプリング１ｌの自由変形を制限する
制限機構Ｌを付加して構威したものである． したがって、この第４実施例においては、第２実施例と
同様の構造による同様の効果を奏する外に、以下に説明
する機能を有する． なお、先に説明したと同様のものについては、図中に同
一の参照番号を付与して説明を省略することとする． すなわち、この実施例のフレキシブルジョイント１０は
、前記Ｘ軸関節８に支持された取付プレート９と、ピー
ス部１３をカブラ１４ｂを介して支持するプレート１４
と、これらの取付プレート９およびプレート１４の間を
連結するコイルスプリング１１とを有し、前記取付プレ
ート９の下部にはギヤボックス４４が設置され、このギ
ヤボックス４４には２本のロッド４５ａ，４５ｂのそれ
ぞれの一端が挿通されて回動可能に支持され、これらの
ロッド４５ａ，４５ｂの他端はピース部ｌしたがって、
これらの取付プレート９と、プレート１４と、ロッド４
５ａ，４５ｂとによって、前述の第２実施例と同様の支
持装置Ｓが構成されている． そして、この支持装置Ｓには、次に説明するようにコイ
ルスプリング１１の自由な変形を制限する制限機構Ｌが
構成されている． すなわち、前記ロッド４５ａ，４５ｂのそれぞれの先端
部には、前後方向に略■字状に形威された姿勢整形羽根
４６ａ，４６ｂが溶接により固定されている． これらの羽根４６ａ，４６ｂは、そのｖ字状の空間にプ
レート１４の下縁１４ａを係脱するもので、該プレート
１４の下縁１４ａが係止されることによって前記コイル
スプリング１１の自由変形が制限されるものである． そして、前記ギヤボックス４４は、第１５図および第１
６図に示すように構成されている．すなわち、ギヤボッ
クス４４内の中央には上下動可能としたラック部材４７
が設置され、このラック部材４７の両側には前記ロッド
４５ａ，４５ｂの後端部に固定されたピニオン４８ａ，
４８ｂが該ギヤボックス４４に枢支されて配置され、こ
れらのビニオン４８ａ，４８ｂは前記ラック部材４７の
ラック歯にかみ合わされている．そして、このラック部
材４７には、ギヤボックス４４および取付プレート９を
貫通したスリットを経て後方に延びるレバー５１が連結
されており、このレバー５１は取付プレート９の後面に
設置された枢支ビン５２で枢支され、このレバー５１を
下げることによって、前記ラック部材４７が上動し、こ
れに伴なって前記ピニオン４８ａ，４８ｂが回動し、こ
れに伴なうロッド４５ａ，４５ｂの回動によって、前記
羽根４６ａ，４８ｂはそれぞれ外側に回転し、前記プレ
ート１４を解放するようになっている（第１７図および
第１８図参照）．なお、前記レバー５１を下部位置から
逆に上動すると、ラック部材４７が下降し、これに伴な
って、羽根４６ａ，４６ｂの内側への回転によってプレ
ート１４が拘束される． このように構威された第４実施例のフレキシブルジョイ
ントを有するマニプレータ３による作業は次のように行
なわれる． まず、マニプレータ３を移動させて、その先端のピース
部１３をワークであるポルト２１の直近に位置させ、ピ
ースであるドライバヘッドをボルト２１に一部を係合さ
せる。
この間、前記レバー５１を上部位置として、羽根４６ａ
，４６ｂでプレート１４を一時的に停止状態としてマニ
プレータ３の移動を行なう．そのため、このマニプレー
タ３の移動中には、コイルスプリング１ｌの自由変形が
制限されるので、フレキシブルジョイント１０がみだり
に動かず、容易に位置決めを行なうことができる．この
後、前記レバー５１を下げて羽根４６ａ，４６ｂによる
プレート１４の係止を解除し、マニプレータ３でピース
部１３に押圧力を加えると、コイルスプリング１ｌは自
由変形が可能の状態であるから、フレキシブルジョイン
ト１０は周方向のいずれの方向にも自由に屈曲できるか
ら、ポルト２１の側壁に案内されてフレキシブルジョイ
ント１０は所望の向きに屈曲され、ボルト２ｌに適切に
はめ合わされる． この実施例においては、このようにフレキシブルジョイ
ントｌＯに対し、そのコイルスプリング１ｌの自由変形
を制限する制限機構Ｌを設置して、自由な動作が必要と
なる時点まで、フレキシブルジョイント１０の動作を一
時的に制限して、ピース部を一定の姿勢に維持させ、必
要な時点にのみフレキシブルジョイント１０が自由な動
作を行なえるようにしたので、ピース部１３がみだりに
動くことがなく、フレキシブルジョイント１０を用いた
マニプレータ３であっても容易にピース部１３の位置決
めを行なうことができる． なお、以上説明した各実施例は、フレキシブルジョイン
ト１０をマニプレータ３の先端とピース部１３との間の
連結部１２に設置したものであるが、この発明はこれに
限らず、マニプレータ３を構成する各アーム部材の間の
関節等に設置して使用することも可能である． （発明の効果） この発明は、以上説明したように構成したから、ピース
等の重量の多くは支持装置で負担され、フレキシブルジ
ョイントを構成するコイルスプリングに加わる重量が軽
減されるので、ばね強さを強くせずともピース等の垂れ
下りや振動を生じず、ピース等の重量に対抗することが
でき、コイルスプリングのばね強さを強くせずに済むの
でフレキシブルさが失われず、マニプレータの作勤の円
滑を図ることができる．
，４６ｂでプレート１４を一時的に停止状態としてマニ
プレータ３の移動を行なう．そのため、このマニプレー
タ３の移動中には、コイルスプリング１ｌの自由変形が
制限されるので、フレキシブルジョイント１０がみだり
に動かず、容易に位置決めを行なうことができる．この
後、前記レバー５１を下げて羽根４６ａ，４６ｂによる
プレート１４の係止を解除し、マニプレータ３でピース
部１３に押圧力を加えると、コイルスプリング１ｌは自
由変形が可能の状態であるから、フレキシブルジョイン
ト１０は周方向のいずれの方向にも自由に屈曲できるか
ら、ポルト２１の側壁に案内されてフレキシブルジョイ
ント１０は所望の向きに屈曲され、ボルト２ｌに適切に
はめ合わされる． この実施例においては、このようにフレキシブルジョイ
ントｌＯに対し、そのコイルスプリング１ｌの自由変形
を制限する制限機構Ｌを設置して、自由な動作が必要と
なる時点まで、フレキシブルジョイント１０の動作を一
時的に制限して、ピース部を一定の姿勢に維持させ、必
要な時点にのみフレキシブルジョイント１０が自由な動
作を行なえるようにしたので、ピース部１３がみだりに
動くことがなく、フレキシブルジョイント１０を用いた
マニプレータ３であっても容易にピース部１３の位置決
めを行なうことができる． なお、以上説明した各実施例は、フレキシブルジョイン
ト１０をマニプレータ３の先端とピース部１３との間の
連結部１２に設置したものであるが、この発明はこれに
限らず、マニプレータ３を構成する各アーム部材の間の
関節等に設置して使用することも可能である． （発明の効果） この発明は、以上説明したように構成したから、ピース
等の重量の多くは支持装置で負担され、フレキシブルジ
ョイントを構成するコイルスプリングに加わる重量が軽
減されるので、ばね強さを強くせずともピース等の垂れ
下りや振動を生じず、ピース等の重量に対抗することが
でき、コイルスプリングのばね強さを強くせずに済むの
でフレキシブルさが失われず、マニプレータの作勤の円
滑を図ることができる．
第１図から第７図はこの発明の第１実施例に関し、第１
図はフレキシブルジョイントの側面図、第２図はフレキ
シブルジョイントの下面図、第３図は第１図のＰ矢視図
、第４図はマニプレータ型ロボットの全体側面図、第５
図はマニプレータ型ロボットの全体平面図、第６図はピ
ース部の拡大側面図、第７図ははめ込み状態におけるピ
ース部の拡大側面図、第８図およびｆｉ！４９図は第２
実施例に関し、第８図はフレキシブルジョイントの下面
図、第９図は第３図に相当する正面図、第１０図および
ｆ１４１１図は第３実施例に関し、第１０図はフレキシ
ブルジョイントの側面図、第１１図はフレキシブルジョ
イントの上面図、第１２図から第ｌ８図はこの発明の第
４実施例に関し、第１２図はフレキシブルジョイントの
側面図、第１３図はフレキシブルジョイントの下面図、
第１４図は第ｌ２図のＱ矢視図、第１５図はギヤボック
スの中央断面図、第１６図は第１５図のＴ−Ｔ断面図、
第１７図は羽根がプレートを開放した状態のフレキシブ
ルジョイントの側面図、第１８図は第１７図のＵ矢視図
、第１９図および第２０図は従来例に関し、第１９図は
マニプレータ型ロボットの全体側面図、第２０図はマニ
プレータ型ロボットの全体上面図である． Ｓ；支持装置、Ｌ；制限機構、 ３；マニプレータ、 ４；第１のアーム部材、５；第２のアーム部材、６； Ｚ軸関節、 ７； Ｙ軸関節、 ８； Ｘ軸関節、 １ ０； フレキシブルジョイント、 １ １； コイルスプリング、 １ ２； 連結部、 ｌ ３； ピース部．
図はフレキシブルジョイントの側面図、第２図はフレキ
シブルジョイントの下面図、第３図は第１図のＰ矢視図
、第４図はマニプレータ型ロボットの全体側面図、第５
図はマニプレータ型ロボットの全体平面図、第６図はピ
ース部の拡大側面図、第７図ははめ込み状態におけるピ
ース部の拡大側面図、第８図およびｆｉ！４９図は第２
実施例に関し、第８図はフレキシブルジョイントの下面
図、第９図は第３図に相当する正面図、第１０図および
ｆ１４１１図は第３実施例に関し、第１０図はフレキシ
ブルジョイントの側面図、第１１図はフレキシブルジョ
イントの上面図、第１２図から第ｌ８図はこの発明の第
４実施例に関し、第１２図はフレキシブルジョイントの
側面図、第１３図はフレキシブルジョイントの下面図、
第１４図は第ｌ２図のＱ矢視図、第１５図はギヤボック
スの中央断面図、第１６図は第１５図のＴ−Ｔ断面図、
第１７図は羽根がプレートを開放した状態のフレキシブ
ルジョイントの側面図、第１８図は第１７図のＵ矢視図
、第１９図および第２０図は従来例に関し、第１９図は
マニプレータ型ロボットの全体側面図、第２０図はマニ
プレータ型ロボットの全体上面図である． Ｓ；支持装置、Ｌ；制限機構、 ３；マニプレータ、 ４；第１のアーム部材、５；第２のアーム部材、６； Ｚ軸関節、 ７； Ｙ軸関節、 ８； Ｘ軸関節、 １ ０； フレキシブルジョイント、 １ １； コイルスプリング、 １ ２； 連結部、 ｌ ３； ピース部．
Claims (2)
- （１）複数のアーム部材を屈曲可能に構成した関節を介
して順次接続するとともに、その先端に連結部を介して
ピースを装着したマニプレータにおいて、 前記関節と連結部のうち少なくとも一箇所に、フレキシ
ブルジョイントを設置するとともに、このフレキシブル
ジョイントはコイルスプリングと、このコイルスプリン
グに沿って配置した支持装置とを有することを特徴とす
るマニプレータ用ジョイント。 - （２）請求項１記載のマニプレータ用ジョイントにおい
て、 前記支持装置には、前記コイルスプリングの自由変形を
制限する制限機構を設けるとともに、この制限機構によ
るコイルスプリングの自由変形の制限を解除可能に構成
し、この制限機構を操作することにより、前記コイルス
プリングの自由変形を許容する状態と、前記コイルスプ
リングの自由変形を制限する状態とを切換可能としたこ
とを特徴とするマニプレータ用ジョイント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23914689A JPH03104590A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | マニプレータ用ジョイント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23914689A JPH03104590A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | マニプレータ用ジョイント |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03104590A true JPH03104590A (ja) | 1991-05-01 |
Family
ID=17040441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23914689A Pending JPH03104590A (ja) | 1989-09-14 | 1989-09-14 | マニプレータ用ジョイント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03104590A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06155184A (ja) * | 1992-11-30 | 1994-06-03 | Nippon Steel Corp | 自動嵌合装置 |
| US6502866B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-01-07 | Osaka Gas Co., Ltd. | One-touch joint for flexible tube |
| JP2007289888A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Kitz Microfilter Corp | 浄水器 |
| WO2025115866A1 (ja) * | 2023-12-01 | 2025-06-05 | Smc株式会社 | コンプライアンスユニット |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148185A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-07-02 | ダイキン工業株式会社 | 産業用ロボツト |
| JPS6347090A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-27 | ソニ−・テクトロニクス株式会社 | ロボット・ハンド |
-
1989
- 1989-09-14 JP JP23914689A patent/JPH03104590A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62148185A (ja) * | 1985-12-19 | 1987-07-02 | ダイキン工業株式会社 | 産業用ロボツト |
| JPS6347090A (ja) * | 1986-08-08 | 1988-02-27 | ソニ−・テクトロニクス株式会社 | ロボット・ハンド |
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|---|---|---|---|---|
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| US6502866B1 (en) | 1999-05-26 | 2003-01-07 | Osaka Gas Co., Ltd. | One-touch joint for flexible tube |
| JP2007289888A (ja) * | 2006-04-26 | 2007-11-08 | Kitz Microfilter Corp | 浄水器 |
| WO2025115866A1 (ja) * | 2023-12-01 | 2025-06-05 | Smc株式会社 | コンプライアンスユニット |
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