JPH0418791Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は工業用ロボツト、工業用マニプレータ
等（以下工業用ロボツト等）の手首機構、腕機
構、旋回台等に用いる回転機構の動作限界または
動作基準位置を検出するための機構に関するもの
である。

以下工業用ロボツトの手首機構を例に従来の検
出機構および本考案に係る検出機構を説明する。

最近の工業用ロボツトでは例えば手首用駆動モ
ータはアームの基部または旋回台に置き、アーム
内をとおして回転軸、チエーン、タイミングベル
ト等（以下回転伝達部材）を介して手首部に装着
した減速機構を回転させ、この減速機構を介して
手首部の出力軸に揺動運動及び旋回運動等を生じ
る回転力を伝達するように構成されている。

第１図はこのように構成されている従来の手首
機構の構成を示す断面図で、中空に形成されたア
ーム１の先端に手首機構２が配設されている。３
ａは揺動運動用のタイミングベルトで、アーム１
の基部に配設されている図外の駆動モータにより
駆動され、アーム１に軸受を介して回転自在に支
承されている第１駆動軸４の軸端に固着させるタ
イミングプーリ５を駆動する。第１駆動軸４の他
端には，ハーモニツクドライブ減速機６（ハーモ
ニツクドライブシステム社商標）の駆動板７が固
着されており、該駆動板７は、フレクスプライン
８を介して駆動側外歯車９ａ及び従動側外歯車９
ｂと噛み合つている。なお、駆動側外歯車９ｂは
アーム１に軸受を介して回転自由に支承されてい
る円筒状ホルダ１０に一端が固着されている出力
軸本体ケーシング１１に固着されている。円筒状
ホルダ１０の中空部には軸受を介して該ホルダ１
０と同軸の第２駆動軸１２が回転自在に支承され
ており、第２駆動軸１２の先端には旋回駆動用の
タイミングベルト３ｂによつて駆動されるタイミ
ングプーリ１３が固着されている。第２駆動軸１
２の他端には駆動側のベベルギヤ１４が固着さ
れ、該ベベルギヤ１４と直角に噛み合う従動側の
ベベルギヤ１５が一端に固着された従動軸１６
は、出力軸本体ケーシング１１に軸受を介して回
転自在に支承され、従動軸１６の他端にはハーモ
ニツクドライブ減速機１７を構成する駆動板１８
が固着されており、フレクスプライン１９を介し
て出力軸本体ケーシング１１に固着された駆動側
外歯車２０ａ及び出力軸２１の後端に固着された
従動側外歯車２０ｂと噛み合つている。出力軸２
１は出力軸本体ケーシング１１に軸受を介して回
転自在に支承されている。リミツトスイツチ２２
と円筒状ホルダ１０に設けたノツチ２３とは互い
に係合して出力軸２１の揺動運動の限界点を検出
する揺動限界点検出機構２４を構成する。またリ
ミツトスイツチ２５，２６と出力軸２１に刻設し
た凹嵌部２７とは互いに係合して出力軸２１の旋
回運動の限界点を検出する旋回限界点検出機構２
８を構成する。なお凹嵌部２７と係合して旋回運
動の原点を検出するリミツトスイツチは図示され
ていない。

なおハーモニツクドライブ減速機６，１７は楕
円歯車である駆動板７，１８を柔軟な材質で形成
されているフレクスプライン８，１９に嵌着し、
フレクスプライン８，１９の外周に形成された外
歯と、駆動側外歯車９ａ，２０ａ及び従動側外歯
車９ｂ，２０ｂの内歯とを、駆動板７，１８の楕
円長軸部分でのみ噛み合わせたもので、駆動側外
歯車９ａ，２０ａの歯数より従動側外歯車９ｂ，
２０ｂの歯数を僅かに少なく、かつフレクスプラ
イン８，１９の歯車と同数に構成することにより
駆動板７，１８が１回転する間に従動側外歯車９
ｂ，２０ｂが歯数差だけ駆動側外歯車９ａ，２０
ａに対して回転するように構成したもので、大き
な減速比が実現されるものである。

このような減速機を手首機構に一体に配設する
ことにより手首部の小形化軽量化とともにチエー
ン等の回転伝達機構におけるガタが出力軸２１に
伝わるのを極力回避することができるが、動作限
界検出機構を構成するリミツトスイツチを手首機
構内に配設する必要があり、特に旋回限界位置検
出のためには旋動運動をする部分へリミツトスイ
ツチを配設する必要があるのでリミツトスイツチ
への配線の処理が信頼性の面から大きな問題点と
なつていた。

本考案はかかる問題点の解決を目的とし、その
要旨とする処が、回転駆動モータと、該モータに
より回転伝達手段を介して駆動される第１の減速
機構と、該第１の減速機構を介して出力軸に回転
力を伝達するように構成されている工業用ロボツ
ト等の回転伝達機構において、上記回転駆動モー
タの本体の上記第１の減速機構の反対側に設けら
れた第２の減速機構と、該第２の減速機構により
駆動される可動部に設けられ、上記出力軸の作動
限界または作動基準点を検出するための位置検出
機構とを具備し、上記第２の減速機構を上記回転
駆動モータにより回転駆動される上記出力軸の回
転角度範囲を１回転以内若しくは所定移動範囲に
規定するような減速比となした点にある工業用ロ
ボツト等の回転位置検出機構を提供するものであ
る。

上記構成要素中、減速機構には回転減速機の
外、回転運動を直線運動に変える減速機構も含ま
れる。

続いて第２図以下の添付図面を参照しつつ、本
考案を具体化した実施例につき説明し本考案の理
解に供する。ここに第２図は一実施例の要部を断
面で示した縦断面図、第３図は他の実施例を示す
縦断面図で、同図ａはＡ−Ａ矢視断面図、同図ｂ
はＢ−Ｂ矢視断面図である。

第２図において、駆動モータ３０は手首機構を
旋回駆動する駆動源で出力軸３１に固着されたタ
イミングプーリ３２に掛けられたタイミングベル
ト３ｂにより第１図で示した第２駆動軸１２を回
転駆動する。３３はタコゼネレータ、３４はエン
コーダである。出力軸３１の他端にはハーモニツ
クドライブ減速機３５の一部を構成する駆動板３
６が固着され、フレツクスプライン３７を介して
駆動側外歯車３８ａ及び従動側外歯車３８ｂと噛
み合つている。従動側外歯車３８ｂはフレーム３
９に軸受を介して回転自在に支承されているホル
ダ４０に固着されているので、ホルダ４０は駆動
モータ３０により減速されて回転駆動される。ホ
ルダ４０の軸にはノツチ４１が設けられており、
リミツトスイツチ４２，４３と係合して手首機構
の出力軸の旋回限界点検出機構２８を構成する。
この場合ハーモニツクドライブ減速機３５の減速
比を手首機構の出力軸旋回機構に用いた減速機と
同じ減速比のものを使用すると出力軸の旋回限界
位置とリミツトスイツチ４２，４３の作動位置と
が対応する。またハーモニツクドライブ減速機３
５の減速比を手首機構の出力軸旋回機構に用いた
減速機より大きくすれば手首の出力軸の旋回角度
を比例的に小さく縮少した角度で表すことがで
き、結局ホルダ４０が１回転以下の範囲内で手首
機構の360°以上の旋回限界位置を設定することも
可能となつてその適用範囲は広がる。

このように手首機構の出力軸の旋回限界点検出
機構を、駆動モータに直結した構成とすると、リ
ミツトスイツチへの配線は短く、かつ固定したも
のとなるのでロボツト装置全体の信頼性も向上
し、更にモータやエンコーダへの配線とひとまと
めにして配線の処理が行えるので便宜となる。

第３図は減速機を回転ねじとこれらに合して直
動するナツトとで構成した実施例を示す。図にお
いて駆動モータ３０の出力軸３１の他端に固着さ
れた平歯車４４ａは、フレーム４５に軸受で回転
自在に支承されているねじ軸４６に固着された平
歯車４４ｂと噛み合い、駆動モータ３０の出力軸
３１の回転に従つて、一定の回転比でねじ軸４６
を回転させる。ねじ軸４６にはスライド軸４８に
より案内されるスライダ４７がねじ結合されてお
り、該スライダ４７はねじ軸４６の回転に従つて
移動する。４２，４３はリミツトスイツチでスラ
イダ４７がＣ（最後退点）又はＤ（最前進点）の位
置（第３図ａ図示）にきたときそれぞれ作動す
る。従つてリミツトスイツチ４２，４３の位置を
手首機構の出力軸旋回限界位置に対応した所定移
動範囲で作動するように設定すれば、この機構は
旋回限界点検出機構４９として機能する。

この実施例ではリミツトスイツチの設定位置の
選定が容易かつ簡単に変更でき汎用性が高いとい
う利点がある。

上記実施例は、何れも手首機構の出力軸旋回限
界点検出機構に適用した例を示したがアーム等の
揺動限界点検出機構に適用できることは明らかで
ある。また工業用ロボツトの手首機構、アーム、
旋回台等の揺動・旋回限界点の検出に限られるも
のではなく、マニプレータ等にも同様に適用する
ことができる。

本考案は以上述べたように、回転駆動モータ
と、該モータにより回転伝達手段を介して駆動さ
れる第１の減速機構と、該第１の減速機構を介し
て出力軸に回転力を伝達するように構成されてい
る工業用ロボツト等の回転伝達機構において、上
記回転駆動モータの本体の上記第１の減速機構の
反対側に設けられた第２の減速機構と、該第２の
減速機構により駆動される可動部に設けられ、上
記出力軸の作動限界または作動基準点を検出する
ための位置検出機構とを具備し、上記第２の減速
機構を上記回転駆動モータにより回転駆動される
上記出力軸の回転角度範囲を１回転以内若しくは
所定移動範囲に規定するような減速比となしたこ
とを特徴とする工業用ロボツト等の回転位置検出
機構であるから、出力軸の位置検出時に作動させ
るリミツトスイツチ及び該リミツトスイツチへの
配線を運動する該出力軸から独立させて固定した
状態で上記回転駆動モータの本体側へ配線できる
ので処理が容易となるばかりでなくロボツト等の
装置全体の信頼性が向上するという効果を有する
ものである。更に、上記第２の減速機構の減速比
を上記第１の減速機構の減速比より例えば大きく
することにより、上記出力軸の旋回角度を比較的
に小さく縮小した所望の角度で表すことができ、
当該回転位置検出機構の適用範囲を広げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の回転位置限界点検出機構を示す
断面図、第２図は本考案の一実施例の要部のみを
断面で示した縦断面図、第３図は他の実施例の縦
断面図で、同図aA−Ａ矢視断面図、同図ｂはＢ
−Ｂ矢視断面図である。 符号の説明、１……アーム、２……手首機構、
３ａ，３ｂ……タイミングベルト、５，１３，３
２……タイミングプーリ、６，１７，３５……ハ
ーモニツクドライブ減速機、２１……手首機構の
出力軸、２２，２６，４２，４３……リミツトス
イツチ、２３，４１……ノツチ、２４……揺動限
界点検出機構、２７……凹嵌部、２８……旋回限
界点検出機構、３０……駆動モータ、３１……駆
動モータの出力軸、４０……ホルダ、４４ａ，４
４ｂ……平歯車、４６……ねじ軸、４７……スラ
イダ、４８……スライド軸。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 回転駆動モータと、該モータにより回転伝達手
   段を介して駆動される第１の減速機構と、該第１
   の減速機構を介して出力軸に回転力を伝達するよ
   うに構成されている工業用ロボツト等の回転伝達
   機構において、上記回転駆動モータの本体の上記
   第１の減速機構の反対側に設けられた第２の減速
   機構と、該第２の減速機構により駆動される可動
   部に設けられ、上記出力軸の作動限界または作動
   基準点を検出するための位置検出機構とを具備
   し、上記第２の減速機構を上記回転駆動モータに
   より回転駆動される上記出力軸の回転角度範囲を
   １回転以内若しくは所定移動範囲に規定するよう
   な減速比となしたことを特徴とする工業用ロボツ
   ト等の回転位置検出機構。