JPH0343034B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、アーム本体の先端でアーム本体の軸
線と平行な軸線回りに回転するツイストリスト
と、このツイストリストの回転軸線に対して傾斜
した軸線回りに回転するベンドリストと、このベ
ンドリストの回転軸線に対して傾斜した軸線回り
に回転するスイベルリストとを備えたロボツトに
関するものである。

＜従来技術＞ 従来６軸の自由度を有するロボツトで、アーム
本体の先端にツイストハウジングを回転可能に取
付け、このツイストハウジングの先端でツイスト
ハウジングの回転軸線に対して傾斜した軸線回り
にベンドハウジングが回転可能に軸承され、この
ベンドハウジングにスイベル軸をベンドハウジン
グの回転軸線に対して傾斜した軸線回りに回転可
能に軸承したものにおいて、ツイストハウジング
とベンドハウジングとが干渉するためベンドハウ
ジングの作動範囲を大きくとれない制約があつ
た。従つてベンドハウジング４の作動範囲を広げ
るには、ツイストハウジングの先端部にツイスト
ハウジングの回転軸線に対し所定量偏心した偏心
筒部を形成し、この偏心筒部に前記ベンドハウジ
ングに回転動力を伝達するベンド用回転軸と前記
スイベル軸に回転動力を伝達するスイベル用回転
軸を２重構造にして回転可能に軸承することが有
効となるが、これら長い棒状の回転軸を２重構造
にしてツイストハウジングに組付けるのが困難で
ある。

又、長い棒状のベンド用回転軸、スイベル用回
転軸をツイストハウジングの回転軸線に対して偏
位した位置に設けると、ツイストハウジングを回
転させる慣性モーメントが大きくなる問題点があ
る。

＜発明の目的＞ 上述した問題点を解決すべく本発明の目的とす
るところはベンドリストの作動範囲を広げるとと
もに、スイベル用回転軸、ベンド用回転軸のツイ
スト本体および回転体への組付けを容易にするこ
とである。又、回転体を回転させる慣性モーメン
トを減少させることである。

＜発明の構成＞ 本発明によるロボツトは、回転体とツイスト本
体を互いに独立して組付け可能とし、この回転体
内にベンド用回転軸を前記回転体の回転軸線上に
回転可能に軸承するとともに、スイベル用回転軸
を前記ベンド用回転軸と平行な軸線回りに回転可
能に軸承し、これら２つの回転軸および回転体の
各後端部に駆動モータからの回転が入力される歯
車をそれぞれ設け、また前記ベンド用回転軸の先
端部には連結歯車を設け、前記ツイスト本体の先
端には前記スイベル用回転軸とほぼ同心の偏心筒
部を有し、前記ツイスト体の後端部内に前記連結
歯車に噛合可能な中空歯車を設け、前記偏心筒部
にこの中空歯車と同軸に連結された中空軸を回転
可能に軸承するとともに、この中空軸ならびに前
記中空歯車内を貫通し前記スイベル用回転軸の先
端まで伸びた挿通軸を回転可能に軸承し、この挿
通軸と前記スイベル用回転軸を離脱可能に結合す
る結合手段を設け、前記中空軸および前記挿通軸
の各先端部に傘歯車をそれぞれ設け、前記ツイス
ト本体の先端部に前記挿通軸上の傘歯車に噛合す
る傘歯車を設けた傾斜軸を前記挿通軸に対して所
定角度傾斜する軸線まわりに回転可能に軸承して
なり、前記ベンド用回転軸は第１、第２のベンド
軸およびベンド連結軸よりなり、また、前記スイ
ベル用回転軸は第１、第２のスイベル軸およびス
イベル連結軸よりなり、これら第１のベンド軸と
第１のスイベル軸はそれぞれ前記回転体の後端部
に取り付けられた第１の軸受ケースに軸受を介し
て回転可能に軸承され、前記第２のベンド軸と前
記第２のスイベル軸はそれぞれ前記回転体の先端
部に取り付けられた第２の軸受ケースに軸受を介
して回転可能に軸承され、前記第１、第２のベン
ド軸ならびに前記第１、第２のスイベル軸は前記
回転体内でそれぞれ前記ベンド連結軸と前記スイ
ベル連結軸によつてカツプリングを介して連結さ
れることを特徴とするものである。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図はロボツトの全体を示すもので、固定
ベース１０には旋回ベース１１が鉛直軸線Ａ１の
まわりに旋回可能に支持され、第１軸駆動モータ
１２によつて旋回駆動されるようになつている。
旋回ベース１１には第１アーム１３が水平軸線Ａ
２のまわりに旋回可能に支持され、この第１アー
ス１３の先端部に第２アーム１４が前記水平軸線
Ａ２に平行な軸線Ａ３のまわりに回転可能に支持
されている。これら第１および第２アーム１３，
１４は旋回ベース１１に並列的に設置された第２
駆動モータ１５および第３軸駆動モータ（図示せ
ず）によつてそれぞれ旋回駆動されるようになつ
ている。第２アーム１４の先端部には３つの自由
度をもつリスト１７が備えられている。すなわち
リスト１７は第２アーム１４の先端部に前記水平
軸線Ａ３に対して直交する軸線Ａ４のまわりに回
転可能に支持されたツイストリスト部１８と、こ
のツイストリスト部１８に前記軸線Ａ４に対して
傾斜する軸線Ａ５のまわりに回転可能に支持され
たベンドリスト部１９と、このベンドリスト部１
９に前記軸線Ａ５に対して傾斜する軸線Ａ６のま
わりに回転可能に支持されたスイベルリスト部２
０とからなつている。これら３つのリスト部１
８，１９，２０は第２アーム１４の後端部に設置
された第４軸駆動モータ２１、第５軸駆動モータ
２２および第６軸駆動モータ（図示せず）によつ
てそれぞれ回転駆動されるようになつている。こ
れにより全体として６軸の自由度を有する多関節
ロボツトが構成される。

次に上記第２アーム１４およびリスト１７の構
成を第２図および第３図に基づいて説明する。２
５は第２アーム１４のアーム本体を示し、このア
ーム本体２５は第１アーム１３の先端部に軸線Ａ
３のまわりに回転可能に軸承された支持軸２６に
固定されている。アーム本体２５の一端にはギヤ
ハウジング８０が固定され、このギヤハウジング
８０に支持筒２７が固着されている。この支持筒
２７に筒状の回転体３１が前記支持軸２６に直交
する軸線Ａ４のまわりに回転可能に軸承されてい
る。ギヤハウジング８０には歯車部と軸受ケース
部とからなる大径歯車３２が回転可能に軸承さ
れ、この大径歯車３２は所要の減速歯車機構３３
を介して前記第４軸駆動モータ２１に連結されて
いる。また前記ギヤハウジング８０には、回転体
３１と同一の軸線上に第１の回転軸３４が回転可
能に軸承されているとともに、この回転軸３４に
対して所定量ε1オフセツトした偏心位置に第２の
回転軸３５が回転可能に軸承されている。第１の
回転軸３４の一端には歯車３６が形成され、この
歯車３６は所要の減速歯車機構３７を介して前記
第５軸駆動モータ２２に連結されている。同様に
第２の回転軸３５の一端には歯車３８が形成さ
れ、この歯車３８は第１の回転軸３４上に回転支
承された中間歯車３９および図略の減速歯車機構
を介して前記第６軸駆動モータに連結されてい
る。

前記回転体３１の他端すなわち先端部には、軸
受ハウジング４１が固着され、この軸受ハウジン
グ４１に第３の回転軸４２が前記第１の回転軸３
４と同一の軸線上に回転可能に軸承され、その端
部に歯車５１が形成されている。また回転体３１
の先端部には軸受ケース４３が固着され、この軸
受ケース４３に第４の回転軸４４が前記第２の回
転軸３５と同一の軸線上に回転可能に軸承され、
その端部に結合穴５２が形成されている。

これら軸方向に離間した同心上の第１および第
３の回転軸３４，４２は連結軸４５の両端部にカ
ツプリング４６，４７によりそれぞれ結合されて
相互に連結され、同様に第２および第４の回転軸
３５，４４は、連結軸４８の両端部にカツプリン
グ４９，５０によりそれぞれ結合されて相互に連
結されている。

前記回転体３１の先端面にはツイスト本体５５
が固着され、このツイスト本体５５に前記第４の
回転軸４４にほぼ同心の偏心筒部５６が設けられ
ている。偏心筒部５６には軸受ケース５７が嵌装
固定され、この軸受ケース５７に回転スリーブ５
８が前記第４の回転軸４４の軸心に対して微少量
ε2偏心した軸線のまわりに回転可能に軸承され、
この回転スリーブ５８の後部には前記第２の回転
軸３５上の歯車５１に噛合する歯車５９が取付け
られ、また先端部には傘歯車６０が設けられてい
る。前記軸受ケース５７の先端部には前記傘歯車
６０の前方においてその直径方向に延在する軸受
部６１が設けられ、この軸受部６１には前記回転
スリーブ５８および歯車５９を貫通する回転軸６
２が第４の回転軸４４と同心的に回転可能に軸承
されている。回転軸６２の後端部は前記第４の回
転軸４４上の結合穴５２に突入されて一体結合さ
れ、また先端部には傘歯車６３が形成されてい
る。

前記ツイスト本体５５の先端部には、回転体３
１の軸中心に対して偏心筒部５６と反対の側にベ
ンド本体６５が、前記回転体３１の回転軸線Ａ４
に対して所定角度傾斜する軸線Ａ５のまわりに回
転可能に支承され、このベンド本体６５に前記回
転スリーブ５８上の傘歯車６０に噛合する傘歯車
６６が取付けられている。ツイスト本体５５とベ
ンド本体６５との間には前記傾斜軸線Ａ５のまわ
りに回転可能に傾斜軸６７が軸承され、この傾斜
軸６７上に前記回転軸６２上の傘歯車６３に噛合
する傘歯車６８が形成されているとともに、傘歯
車６９が形成されている。ベンド本体６５にはこ
のベンド本体６５のある角度位置において前記回
転体３１の回転軸線Ａ４に一致する軸線Ａ６のま
わりに回転可能にスイベル軸７０が軸承され、こ
のスイベル軸７０上に前記傾斜軸６７上の傘歯車
６９に噛合する傘歯車７１が形成されている。し
かしてスイベル軸７０の先端フランジ部７２には
ロボツトの作業目的に応じてハンドリング装置等
の各種作業要素が取付けられるようになつてい
る。

以上述べた構成に基づいて回転軸を第２アーム
１４およびリスト１７へ組付ける動作について述
べる。アーム本体２５、ギヤハウジング８０、回
転体３１、ツイスト本体５５、ベンド本体６５の
それぞれを１つのユニツトとすると、ユニツト毎
に独立して回転軸の組付けが行われる。

アーム本体２５には減速歯車機構３３，３７の
組付けが行われ、ギヤハウジング８０では、大径
歯車３２の軸受ケース部に第１の回転軸３４、第
２の回転軸３５が組付けられ、この大径歯車３２
がギヤハウジング８０に組付けられる。回転体３
１では軸受ケース４３に第４の回転軸４４、連結
軸４８が組付けられ、軸受ハウジング４１に第３
の回転軸４２、連結軸４５が組付けられ、これら
軸受ケース４３、軸受ハウジング４１が回転体３
１に組付けられる。又、ツイスト本体５５では軸
受ケース５７に回転スリーブ５８、回転軸６２、
歯車５９が組付けられ、この軸受ケース５７が傘
歯車６０と傘歯車６６および傘歯車６３と傘歯車
６８とが噛合うよう偏心筒部５６に組付けられ
る。

次にユニツト相互の組付けが行われる。アーム
本体２５にアーム本体２５側の各歯車とギヤハウ
ジング８０側の各歯車とが噛合うようギヤハウジ
ング８０が取付けられ、このギヤハウジング８０
に第１の回転軸３４に取付けられたカツプリング
４６に連結棒４５が、第２の回転軸３５に取付け
られたカツプリング４９に連結棒４８が挿入され
るよう回転体３１が取付けられ、カツプリング４
６と連結軸４５およびカツプリング４９と連結軸
４８との連結がなされる。さらに回転体３１に歯
車５１と歯車５９とが噛合うよう、又、結合穴５
２に回転軸６２が挿入されるように偏心筒部５６
が取付けられる。

上述した組付け動作において、２本の回転軸が
２重構造となる部分を必要最小限であるツイスト
本体５５の範囲内として、回転スリーブ５８、回
転軸６２を短くしたので容易に回転スリーブ５
８、回転軸６２をツイスト本体５５に組付けるこ
とができる。又、回転体３１に組付けられる２本
の回転軸のうち第３の回転軸４２、連結軸４５を
回転体３１に回転体３１の回転軸線と同軸回りに
回転可能に軸承させたので回転体３１を回転させ
る慣性モーメントを減少させることができる。

さらにスイベル軸７０の駆動軸は第１、第３の
回転軸３４，４２、連結軸４５の３つの軸からな
り、ベンド体６５の駆動軸も第２、第４の回転軸
３５，４４、連結軸４８の３つの軸から構成され
ているために第１、第２、第３、第４の回転軸３
４，３５，４２，４４を比較的短くすることがで
き、これらの軸を大径歯車３２、軸受ハウジング
４１、軸受ケース４３に容易に取り付けることが
可能となり、加えて第１の回転軸３４と連結軸４
５および第２の回転軸３５と連結軸４８との結合
にカツプリング４６，４９を用いたのでギヤハウ
ジング８０への回転体３１の取付けを容易にする
ことができる。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明は、ベンド本体に回転
動力を伝達するベンド用回転軸とスイベル本体に
回転動力を伝達するスイベル用回転軸とが２重構
造となる範囲をツイスト本体内としてこれら回転
軸を短くし、一組の歯車即ち連結歯車と中空歯車
を噛合させ、一組の回転軸即ちスイベル用回転軸
と挿通軸を結合させるだけで、容易に回転体とツ
イスト本体の組付けが行える利点がある。また、
スイベル用回転軸とベンド用回転軸を３つの部分
に分割したために、軸を容易に軸受ケースに取り
付けることができるため、回転体内の組付けが容
易となる。

さらに、回転体に互いに平行に離間して組付け
られるベンド用回転軸およびスイベル用回転軸の
うち１本の回転軸を回転体に回転体の回転軸線と
同軸線回り回転可能に軸承させたので回転体を回
転させる慣性モーメントを減少させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は
本発明にかかるロボツトの外観図、第２図はロボ
ツトのリスト部分の拡大断面図、第３図はロボツ
トの第２アームの拡大断面図。 ２５……アーム本体、３１……回転体、３２…
…大径歯車、３４……第１の回転軸、３５……第
２の回転軸、３７……減速歯車機構、４１……軸
受ハウジング、４２……第３の回転軸、４３……
軸受ケース、４４……第４の回転軸、４５，４８
……連結軸、４６，４７，４９，５０……カツプ
リング、５１……歯車、５２……結合穴、５５…
…ツイスト本体、５６……偏心筒部、５７……軸
受ケース、５８……回転スリーブ、５９……歯
車、６２……回転軸、８０……ギヤハウジング。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトのアーム本体内に回転可能に軸承さ
   れた回転体と、この回転体の先端に固着されたツ
   イスト本体と、このツイスト本体にツイスト本体
   の回転軸線に対して傾斜する軸線のまわりに回転
   可能に支持されるベンド本体と、このベンド本体
   に回転可能に支持されるスイベル本体とを備えた
   ロボツトであつて、前記回転体と前記ツイスト本
   体を互いに独立して組付け可能とし、この回転体
   内にベンド用回転軸を前記回転体の回転軸線上に
   回転可能に軸承するとともに、スイベル用回転軸
   を前記ベンド用回転軸と平行な軸線回りに回転可
   能に軸承し、これら２つの回転軸および回転体の
   各後端部に駆動モータからの回転が入力される歯
   車をそれぞれ設け、また前記ベンド用回転軸の先
   端部には連結歯車を設け、前記ツイスト本体の先
   端には前記スイベル用回転軸とほぼ同心の偏心筒
   部を有し、前記ツイスト体の後端部内に前記連結
   歯車に噛合可能な中空歯車を設け、前記偏心筒部
   にこの中空歯車と同軸に連結された中空軸を回転
   可能に軸承するとともに、この中空軸ならびに前
   記中空歯車内を貫通し前記スイベル用回転軸の先
   端まで伸びた挿通軸を回転可能に軸承し、この挿
   通軸と前記スイベル用回転軸を離脱可能に結合す
   る結合手段を設け、前記中空軸および前記挿通軸
   の各先端部に傘歯車をそれぞれ設け、前記ツイス
   ト本体の先端部に前記挿通軸上の傘歯車に噛合す
   る傘歯車を設けた傾斜軸を前記挿通軸に対して所
   定角度傾斜する軸線まわりに回転可能に軸承して
   なり、前記ベンド用回転軸は第１、第２のベンド
   軸およびベンド連結軸よりなり、また、前記スイ
   ベル用回転軸は第１、第２のスイベル軸およびス
   イベル連結軸よりなり、これら第１のベンド軸と
   第１のスイベル軸はそれぞれ前記回転体の後端部
   に取り付けられた第１の軸受ケースに軸受を介し
   て回転可能に軸承され、前記第２のベンド軸と前
   記第２のスイベル軸はそれぞれ前記回転体の先端
   部に取り付けられた第２の軸受ケースに軸受を介
   して回転可能に軸承され、前記第１、第２のベン
   ド軸ならびに前記第１、第２のスイベル軸は前記
   回転体内でそれぞれ前記ベンド連結軸と前記スイ
   ベル連結軸によつてカツプリングを介して連結さ
   れることを特徴とするロボツト。