JPH03202287A - 工業用ロボット - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、回動・揺動関節を具備した工業用ロボット
に関する。

〔従来の技術〕

従来の技術における回動・揺動関節を具備した工業用ロ
ボットには、平行リンクタイプや直列リンクタイプがあ
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

最近、高可搬重量ロボットのニーズが高まっている。中
でも、動作範囲の広い天吊りも可能なコンパクトで軽い
ロボットが要求されている。

その場合、直列リンクタイプのロボットは、動作範囲は
広いが、２軸モータの負荷が大きく、大きなモータが必
要となり、本体重量も当然重くなる。

平行リンクタイプのロボットは、動作範囲が比較的狭く
、大形で本体重量も当然重い。動作範囲を広くするため
には、補助リンクを２本にして、その２本に約９０度の
角度をもたせ、２つのリンクが動作時に干渉しないよう
に位相をずらせる必要がある。このようにした場合、構
造が複雑になり、重量は更に重く、コストアップにもつ
ながる。

何れにしても、天吊りや走行台車搭載が困難であり、購
装ライン等への設置の場合は作業者へ違和感を与える。

この発明は、動作範囲が広く、しかも小形で強力な工業
用ロボットを提供するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明による工業用ロボットにおいては、中間の中空
体である第２部材の一端と第１部材とが第１枢着軸線で
枢着された第１関節部及び第２部材の他端と第３部材と
が第１枢着軸線と平行な第２枢着軸線で枢着された第２
関節部を具備し、第１枢着軸線と第２枢着軸線とに垂直
な軸線回りに回転自在に第２部材中に第１回転軸が支承
され、第１関節部において、第１部材に設けられ第１枢
着軸線回りに回転駆動される対向駆動軸に第２部材が回
転自在に支承されると共に、対向駆動軸の夫々に固着さ
れた歯車が共に第２部材内で第１回転軸の一端に固着さ
れた歯車に噛み合わされ、第２関節部において、第３部
材に取付けられ、第２枢着軸線回りに回転自在に第２部
材に支承された第２回転軸に固着された歯車が第２部材
内で第１回転軸の他端に固着された歯車に噛み合わされ
、前記対向駆動軸が互に同方向・反対方向に回転駆動さ
れるように構成されている。

〔作　　用〕

上記の工業用ロボットの第１関節部において、対向駆動
軸が等速算角度反対方向（一方向からみて同方向）に回
転駆動されると、夫々に固着された歯車が互に反対方向
（一方向からみて同方向）に回転するので、第１回転軸
の一端に固着された歯車、即ち第１回転軸は、回転しな
いまま、第１腕は、対向駆動軸の回転角度だけ第１水平
軸線回りに旋回、即ち傾動する。

第１関節部において、対向駆動軸が等速算角度同方向（
一方向からみて反対方向）に回転駆動されると、夫々に
固着された歯車が互に同方向（一方向からみて反対方向
）に回転するので、第２部材内で第１回転軸の一端に固
着された歯車は、即ち第１回転軸は、歯車比に応じて回
転し、更に第１回転軸の他端に固着された歯車が回転す
る。

従って、第２回転軸に固着された歯車、即ち第２回転軸
が第２水平軸線回りに回転するので、第２腕は、対向駆
動軸の回転角度だけ第２水平軸線回りに旋回、即ち傾動
する。

結局、対向駆動軸の一体回転又は相対回転により、第１
腕の旋回と第２腕の旋回とが行われる。

〔実　施　例〕

この発明の実施例を図面に従って説明する。

なお、上下・水平方向は、図面における方向とする。

第１図及び第２図において、基台１の上には旋回台２が
直立軸線１１回りに回転自在に載置されており、旋回台
２は、旋回台２の上面に載置された旋回台旋回用の減速
機Ｇｌ付第１サーボモータＭｌにより図示しない旋回台
２内の歯車機構を介して旋回するようになっている。

旋回台２の上部には、水平方向に間隔をおいて対向した
一対の直立支承部３，３が形成され、直立支承部３，３
の夫々の外側面には、減速機Ｇ２付第２サーボモータＭ
２及び減速機Ｇ３付第３サーボモータＭ３が対となって
取付られ、夫々の減速機Ｇ２．　Ｇ３からの駆動軸４，
５は共に第１水平軸線Ｊ２上にあって、直立支承部３．
３の内側に突出している。

中空管体の第１腕６は、各端に中空円筒体の第１腕基部
６ａと第１腕頭部６ｂとを一体的に具備しており、第１
腕基部６ａと第１腕頭部６ｂとの中心軸線は、互に平行
であり、且つ第１＠６の中心軸線に垂直である。

第１腕基部６ａは、両直立支承部３，３間にあって、駆
動軸４，５が第１腕基部６ａの内部にまで突出し、第１
腕基部６ａを回転自在に支承している。

即ち、第１腕６は第１水平軸線Ｊ２回りに旋回され得る
。

駆動軸４．５の夫々の先端には、第１腕基部６１内にお
いて傘歯車７，８が固着され、傘歯車７，８に噛み合う
傘歯車９は、第１腕４内の中心軸線上にあって回転自在
に支承された第１回転軸１０の下端に固着されている。

第１腕頭部６ｂの中心軸線、即ち第２水平軸線Ｊ３上に
ある第２回転軸１１は第１腕頭部６ｂに回転自在に支承
され、第１腕頭部６ｂ内において第１回転軸１０の上端
に固着された傘歯車１２と第２回転軸１１に固着された
傘歯車１３とが噛み合っている。

第１腕頭部６ｂにおいては、第２腕基部１４ａが第１腕
頭部６ｂの外側に突出した第２回転軸１１に固着されて
いる。その場合、第２腕基部１４ａが第１図（ａ）のよ
うに第１腕頭部６ｂを中間に挾むような形状であり、第
１腕頭部６ｂの両側で第２回転軸１１の両端に固着され
ている型式と、第１図（ｂ）のように第１腕頭部６ｂの
一側面で第２回転軸１１の一端に固着されている型式と
がある。

第２腕基部１４ａの先端部には、第２腕１４が共軸縁関
係に、且つ第２水平軸線Ｊ３に垂直な第３軸線Ｊ４（第
２腕基部１４ａ及び第２腕１４の中心軸線）回りに回転
自在に取付けられている 更に第２腕１４の先端には、手首部１５が第３軸線Ｊ４
に垂直な第４軸線Ｊ５（手首部１５の中心軸線）回りに
回転自在に取付けられ、手首部１５には、工具取付部１
６が第４軸線Ｊ５に垂直な第５軸線Ｊ６（工具取付部１
６の中心軸線）回りに回転自在に取付けられている。

そして、第２腕基部１４ａの後端部には、第２腕回動駆
動用サーボモータＭ４、手首部回動駆動用サーボモータ
Ｍ５及び工具取付部回動駆動用サーボモータＭ６が夫々
装着され、夫々のサーボモータの出力軸は、夫々減速機
構を介して夫々の被回動材の内蔵回動機構（図示しない
）に連結され、入力信号に応じて夫々の被回動材を回転
駆動するようになっている。

各回動駆動用にサーボモータＭｌ−Ｍ６の代りにＤＤモ
ータを用い、減速機構を省いてもよい。

各サーボモータＭ１〜６への配線ケーブル（図示しない
）は、夫々、適宜、基台、旋回台、更には第１腕基部及
び第１腕に挿通されて各サーボモータへ接続されている
。

上記の工業用ロボットの操作・作用について述べる。

第１図及び第２図において、第１サーボモータＭ１が駆
動されると、第１サーボモータＭ１の回転は減速機Ｇ１
により減速されて旋回台２内の歯車機構を介して旋回台
２に伝動され、旋回台２、即ち第１腕６は直立軸線１１
回りに旋回する。

かくして、旋回台２を所望の位置に位置決めすることに
より、第１腕６の傾動方向を所望の方向にすることがで
きる。

第２サーボモータＭ２及び第３サーボモータＭ３が等速
算角度反対方向（一方向からみて同方向）に回転駆動さ
れると、第２サーボモータＭ２及び第３サーボモータＭ
３の回転は減速機Ｇ２．Ｇ３により減速されて駆動軸４
．５に伝動され、駆動軸４と駆動軸５とは、更には傘歯
車７と傘歯車８とは、互に反対方向（一方向からみて同
方向）に回転するので、傘歯車９は回転しないまま、第
１腕６は、第２サーボモータＭ２及び第３サーボモータ
Ｍ３の回転角度に応じた角度だけ第１水平軸線Ｊ２回り
に旋回、即ち傾動する。

第２サーボモータＭ２及び第３サーボモータＭ３が等速
算角度同方向（一方向からみて反対方向）に駆動される
と、上記と同様に減速されて、駆動軸４と駆動軸５とは
、更には傘歯車７と傘歯車８とは、互に同方向（一方向
からみて反対方向）に回転するので、傘歯車９、即ち第
１回転軸１０は回転し、更に傘歯車１２を介して傘歯車
１３、即ち第２回転軸１１が第２水平軸線Ｊ３回りに回
転するので、第２腕基部１４ａ、即ち第２腕１４は、第
２サーボモータＭ２及び第３サーボモータＭ３の回転角
度に応じた角度だけ第２水平軸線Ｊ３回りに旋回、即ち
傾動する。

なお、第２サーボモータＭ２及び第３サーボモータＭ３
の一方のみを駆動させた場合には、第１腕６及び第２腕
１４を同時に旋回させることができる。

第２腕回動駆動用サーボモータＭ４が駆動されると、第
２腕１４は、第２腕基部１４ａに対し第３軸線１４回り
に回転し、手首部１５が第３軸線１４回りに旋回する。

手首部回動駆動用サーボモータＭ５が駆動されると、手
首部１５は、第４軸線５５回りに回転し、工具取付部１
６かが第４軸線Ｊ５回りに旋回する。

工具取付部回動駆動用サーボモータＭ６が駆動されると
、工具取付部１６、即ち工具取付部１６に装着された工
具は、第５軸線Ｊ６回りに回転する。

上記各部の旋回・回転のための各サーボモータの回転駆
動及び回転方向・回転角度は、制御装置（図示しない）
からの入力により制御される。

かくして、工具取付部１６に装着された工具は、工業用
ロボットにより所望の動作をし、所望の位置・姿勢をと
ることができる。

〔発明の効果〕

この発明による工業用ロボットにおいては、直列リンク
タイプのため動作範囲が広い上、２つの関節部における
第１部材・第２部材間の第１関節部と第２部材・第３部
材間の第２関節部との回動が第１部材における２本の対
向駆動軸の一体回転又は相対回転により、対向駆動軸の
協同作動をもって行い得る。

従って、駆動軸に出力の小さいモータを用いることがで
きる。その結果、使用モータの小型・軽量化及びモータ
の重量による慣性の少量化を可能にし、高可搬重量ロボ
ットとしての性能及び経済性の向上が図られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例における工業用ロボットの
第１腕関節部及び第２腕関Ｓ部の断面概略図、 第２図は、この発明の実施例における工業用ロボットの
正面図である。 １：基台　　　２：旋回台　　　３：直立支承部７、８
．９．＋２．Ｈ：傘歯車　　　　４．５：駆動軸６：第
１腕　６ａ：第１腕基部６ｂ＝第１腕頭部１０：第１回
転軸　１１；第２回転軸　１４：第２腕１４ａ：第２腕
基部　１５：手首部　１６：工具取付部Ｍ１：第１サー
ボモータ　Ｍ２：第２サーボモータＭ３：第３サーボモ
ータ　Ｇ１・・・３：減速機Ｍ４：第２腕回動駆動用サ
ーボモータ Ｍ５二手首部回動駆動用サーボモータ Ｍ６：工具取付部回動駆動用サーボモータＪ１：直立軸
線 Ｊ２：第１水平軸線 Ｊ３：第２水平軸線 Ｊ４：第３軸線 Ｊ５：第４軸線 Ｊ６：第５軸線

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 中間の中空体である第２部材の一端と第１部材とが第１
   枢着軸線で枢着された第１関節部及び第２部材の他端と
   第３部材とが第１枢着軸線と平行な第２枢着軸線で枢着
   された第２関節部を具備し、第１枢着軸線と第２枢着軸
   線とに垂直な軸線回りに回転自在に第２部材中に第１回
   転軸が支承され、第１関節部において、第１部材に設け
   られ第１枢着軸線回りに回転駆動される対向駆動軸に第
   ２部材が回転自在に支承されると共に、対向駆動軸の夫
   々に固着された歯車が共に第２部材内で第１回転軸の一
   端に固着された歯車に噛み合わされ、第２関節部におい
   て、第３部材に取付けられ、第２枢着軸線回りに回転自
   在に第２部材に支承された第２回転軸に固着された歯車
   が第２部材内で第１回転軸の他端に固着された歯車に噛
   み合わされ、前記対向駆動軸が互に同方向・反対方向に
   回転駆動されるように構成された工業用ロボット