JPH035954B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は、３つの自由度をもつ手首部を備えた
産業用ロボツトに関するものである。

＜従来技術＞ 従来、ロボツトアームの先端部に設けられた手
首部を複数の可能軸線を中心として回転させ、手
首部に取付けられた作業ヘツドをほぼ半球状の作
動領域に亘つて動作させるものがある。

このようなものにおいては、アーム部の先端部
に回転支承された第１の回転体に第２の回転体を
支承し、この第２の回転体に第３の回転体を支承
する構成であるため、第２および第３の回転体に
回転動力を伝達する回転軸を第１の回転体内に重
合して挿通させなければならず、このために各軸
の回転軸を２あるいは３重構造にしなければなら
ない技術的制約がある。

ところが従来におけるこの種のロボツトの組付
けにおいては、ロボツト上で各構成要素を１つ１
つ順番に組付けてゆく方式であるので、上記のよ
うな２重あるいは３重構造が長い距離に亘つて設
けられるような場合には、組付作業が非常に難し
くなり、組付に多大の時間を要する問題がある。

＜発明の目的＞ 本発明の目的は、手首部の操作部をユニツト化
し、組付作業を容易にして組付作業時間の短縮を
図ることである。

＜発明の構成＞ 本発明は上記した目的を達成するために、ユニ
ツト単位で独立して組付け可能な回転ユニツトお
よびツイストユニツトを備え、これら回転ユニツ
トに軸承された平行な２つの回転軸とツイストユ
ニツトに軸承された重合する中空軸および挿通軸
とを、ユニツト相互の組付けによつて回転連結で
きるようにしたものである。

＜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
ム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のまわりに旋回可能に支持
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
軸駆動モータ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
由度をもつ手首部１７が備えられている。すなわ
ち手首部１７は、第２アーム１４の先端部に前記
水平軸線３Ａ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部１８と、この
ツイスト部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
部１９と、このベンド部１９の前記軸線Ａ５に対
して傾斜する軸線Ａ６のまわりに回転可能に支持
されたスイベル部２０とからなつている。これら
３つの可動部１８，１９，２０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
を有する多関節形のロボツトが構成される。

次に上記第２アーム１４および手首部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の先端部に前記軸
線Ａ３のまわりに回転可能に軸承された支持軸２
６に固定されている。アーム本体２５の一端には
支持リング２７を介して支持筒２８が固着され、
これら支持リング２７および支持筒２８に回転体
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。回転体３１は軸
線Ａ４に沿う筒体２９とこの筒体２９のアーム本
体２５側の一端に固着された軸受ハウジング３０
からなつており、この軸受ハウジング３０の一端
には歯車３２が設けられ、この歯車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。また前記軸受ハウジング
３０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３
７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３
４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。

前記筒体２９の一端側すなわち回転体３１の先
端部には、軸受ケース４１が嵌装固定され、この
軸受ケース４１に第３の回転軸４２が前記第１の
回転軸３４と同一の軸線上に回転可能に軸承さ
れ、その端部に連結歯車５１が設けられている。
また回転体３１の先端部には軸受ケース４３が嵌
装固定され、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５２ａを形
成した軸結合部５２から設けられている。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４
９，５０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体５５が
固着され、このツイスト体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に中空軸５８が前記第
４の回転軸４４とほぼ同一の軸線上に回転可能に
軸承され、この中空軸５８の後部には前記第２の
回転軸３５上の連結歯車５１に噛合する中空歯車
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
には前記中空軸５８および中空歯車５９を貫通す
る挿通軸６２が中空軸５８に重合して回転可能に
軸承されている。挿通軸６２の後端には前記第４
の回転軸４４上の結合穴５２ａに嵌入されて軸結
合部５２に一体結合される結合軸部６４が形成さ
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、このベンド体６５に前記中空軸５
８上の傘歯車６０に噛合する傘歯車６６が取付け
られている。ツイスト体５５とベンド体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６が軸承され、この傾斜軸６７上に前記挿通
軸６２上の傘歯車６３に噛合する傘歯車６８が固
着されているとともに、傘歯車６９が固着されて
いる。ベンド体６５にはこのベンド体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７
１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目的に
応じてハンドリング装置等の各種作業ヘツドが取
付けられるようになつている。

次に前記した手首部１７の操作部を複数にユニ
ツト化して組付ける点について説明する。かかる
ユニツトは大別して第４図に実線で示す回転ユニ
ツト１００と、第５図の実線で示すツイストユニ
ツト１１０からなつており、各ユニツト１００，
１１０は独立的に組付可能かつ相互に組付可能と
なつている。

まず第４図に基づいて回転ユニツト１００の組
付けにつき説明すると、回転体３１の一端に固着
される軸受ハウジング２９に第１および第２の回
転軸３４，３５が回転可能に組付けられ、同様に
回転体３１の他端に固着される軸受ケース４１，
４３に第３および第４の回転軸４２，４４が回転
可能に組付けられる。続いて軸受ハウジング３０
の外周に支持リング２７を回転可能に組付けると
ともに、第１および第２の回転軸３４，３５の各
軸端にカツプリング４６，４９を担持させ、軸受
ハウジング３０を回転体３１の一端に固着する。
また前記第３および第４の回転軸４２，４４の各
軸端に連結軸４５，４８をカツプリング４７，５
０によつて一体的に結合し、これら連結軸４５，
４８を回転体３１の先端側より挿通させてその軸
端を前記カツプリング４６，４９に嵌合させ、軸
受ケース４１，４３を回転体３１に固着する。そ
の後カツプリング４６，４９をねじ締めして第１
および第２の回転軸３４，３５と連結軸４，４８
とを一体的に結合する。このようにして回転ユニ
ツト１００の組付けが完了する。

次に第５図に基にツイストユニツト１１０の組
付けにつき説明すると、軸受ケース５７に中空軸
５８を回転可能に組付け、この中空軸５８の後端
に中空歯車５９を固着する。続いて中空軸５８お
よび中空歯車５９を貫通させて挿通軸６２を軸受
ケース５７の前部軸受部６１に回転可能に組付け
る。一方、傘歯車６８を固着した傾斜軸６７をツ
イスト体５５に回転可能に組付け、その状態で前
述した如く中空軸５９および挿通軸６２を組付け
た軸受ケース５７をツイスト体５５の後部より嵌
装し、挿通軸６２上の傘歯車６３が前記傾斜軸６
７上の傘歯車６８に噛合う位置で軸受ケース５７
をツイスト体５５に固着する。このようにしてツ
イストユニツト１１０の組付が完了する。

しかして前記ツイストユニツト１１０にスイベ
ル軸７０を回転可能に組付けたベンド体６５を傾
斜軸線のまわりに回転可能に組付け、しかる後傾
斜軸６７にスイベル軸７０上の傘歯車７１に噛合
う傘歯車６９を装着する。

上記のようにして回転ユニツト１００およびベ
ンド体６５を含むツイストユニツト１１０がそれ
ぞれ独立して組付けられる。しかして回転ユニツ
ト１００に装架された支持リング２７を第２アー
ム１４のアーム本体２５に固着し、これによつて
回転体３１がアーム本体２５に回転可能に支持さ
れる。しかる後回転体３１を覆うように支持筒２
８をアーム本体２５に固着し、この支持筒２５の
先端部に回転体３１の先端部を軸承させる。続い
て前記ツイストユニツト１１０を回転ユニツト１
００の先端側より平行に接近させ、まず中空歯車
５９を第３の回転軸４２上の連結歯車５１に噛合
せ、しかる後挿通軸６２の結合軸部６４を第４の
回転軸４４の軸端に形成された結合穴５２に嵌合
させ、その状態でツイスト体５５を回転体３１の
先端部に固着するとともに、軸結合部５２をねじ
締めして第４の回転軸４４と挿通軸６２を一体的
に結合する。

上記実施例においては、回転ユニツト１００お
よびツイストユニツト１１０の個々の単位につい
ても組付けを容易に行なえるように、ユニツト本
体部に各軸を直接軸承させるのでなく、軸を軸承
した軸受ハウジングあるいはケース毎ユニツト本
体部に組付けるようにしたり、あるいは軸を分割
したりしているが、その具体的構成は特に限定さ
れるものでないことは勿論である。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、アーム部
に回転支持される回転体に２本の回転軸を互いに
平行に回転軸承した回転ユニツトと、前記回転体
に固着されるツイスト体に中空軸と挿通軸を互い
に重合して回転軸承したツイストユニツトとをユ
ニツト化した構成であるので、各ユニツトをそれ
ぞれ独立して組付けることができ、その組付後に
回転ユニツトにツイストユニツトを組込むのみで
回転ユニツトとツイストユニツト間の回転連結を
行なえるようになり、これによつて組付作業が従
来に比べてきわめて簡単に行い得、組付時間を大
幅に短縮できる効果がある。

【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
産業用ロボツトの全体を示す外観図、第２図は第
１図の部断面図、第３図は第１図の部断面
図、第４図は回転ユニツトを示す断面図、第５図
はツイストユニツトを示す断面図である。 １３，１４……アーム、１７……手首部、１８
……ツイスト部、１９……ベンド部、２０……ス
イベル部、２５……アーム本体、２７……支持リ
ング、２８……支持筒、３１……回転体、３２，
３６，３８……歯車、３４，３５，４２，４４…
…回転軸、５１……連結歯車、５２……軸結合
部、５５……ツイスト体、５８……中空軸、５９
……中空歯車、６０，６３，６６，６８……傘歯
車、６２……挿通軸、６４……結合軸部、６５…
…ベンド体、６７……傾斜軸、７０……スイベル
軸、１００……回転ユニツト、１１０……ツイス
トユニツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトのアーム部に回転可能に支持される
   ツイスト部と、このツイスト部にツイスト部の回
   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部と、このベンド部に回転可
   能に支持されるスイベル部とを備えた産業用ロボ
   ツトであつて、互いに独立して組付可能な回転ユ
   ニツトとツイストユニツトを備え、前記回転ユニ
   ツトは、前記アーム部に回転可能に支持可能な回
   転体を有し、この回転体に２つの回転軸を互いに
   平行な軸線のまわ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２つの回転軸の各先端部に連結歯車と軸
   結合部をそれぞれ設けてなり、また前記ツイスト
   ユニツトは、前記回転体の先端部に固着可能なツ
   イスト体を有し、このツイスト体に後端部に前記
   連結歯車に噛合可能な中空歯車を設けた中空軸を
   回転可能に軸承するとともに、この中空軸内を貫
   通し後端部に前記軸結合部に結合可能な軸結合部
   を設けた挿通軸を回転可能に軸承し、これら中空
   軸および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のまわりに回転
   可能に軸承してなり、これらの回転ユニツトおよ
   びおよびツイストユニツトをユニツト単位で組付
   けて、回転ユニツト側の２つの回転軸とツイスト
   ユニツト側の中空軸および挿通軸との回転連結を
   得るようにしたことを特徴とする産業用ロボツ
   ト。