JPH0440872Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はロボツト装置における手首機構に関
し、一層詳細には、ロボツト装置のアームに装着
され、実質的に作業を行うための手首機構であつ
て、前記手首機構とアームとを連結するための支
軸並びに前記支軸が嵌合するブラケツトとに当該
手首機構を駆動するための回転駆動源に対して流
体を供給する通路を画成し、これによつて手首機
構若しくはブラケツトの外部に露呈する配管系を
可及的に少なくして簡素化を図ると共に、動作の
安定化と事故等の発生を未然に防止出来るよう構
成したロボツト装置における手首機構に関する。

従来、搬送されるワーク、例えば、自動車の車
体に対して座席シート等の部品を取着するために
ロボツト装置が用いられている。この場合、前記
ロボツト装置は一般的には以下のように構成され
る。

すなわち、前記従来技術に係るロボツト装置は
所定方向に変位可能に構成される基台と、この基
台の上面に載置する旋回可能な保持部材とを含
む。前記保持部材の上方にはアームが揺動自在に
取着され、このアームの先端部には手首機構を介
してワークを保持するための治具を具備するよう
に構成している。この場合、前記手首機構は前記
治具を所望の状態に保持するために回動可能に構
成されている。

ところで、前記手首機構を回動可能にする手段
として流体圧により作動する回転駆動源を前記手
首機構の内部に設けるものがある。すなわち、こ
のような構成のものにおいては、前記手首を所望
の方向に回動させるために、当該回転駆動源に流
体を供給する管路と、当該管路の途中に設けられ
るサーボバルブ等の方向切換弁とを配設しなけれ
ばならない。この管路を配設する作業、すなわ
ち、配管作業は相当に煩雑であり、しかもその配
管工数が多くなると、誤配管等を惹起するという
欠点が指摘されている。

また、前記従来技術に係るロボツト装置におい
ては、手首を所望の方向に駆動させるために、当
該回転駆動源に供給する流体の流路を選択する方
向切換弁を前記手首機構とは別体に配設してい
る。このため、前記回転駆動源に流体を導入する
管路の殆どが当該ロボツト装置の外部に配設され
ることになる。従つて、当該流体供給用管路をフ
レキシブルチユーブで構成してロボツトのアーム
の動作に追従させようとしても、場合によつて
は、捻じれ等を惹起し、所望の動作を遂行するこ
とが出来ない。すなわち、このロボツト装置にお
いて、例えば、複雑な部品の組付作業を行うと、
前記管路を損傷してロボツト自体の暴走等が起こ
るという不都合を露呈している。

本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、所望の作業を自動的に行うロボ
ツト装置において、アームとその先端部に装着さ
れる手首機構とを連結するための支軸およびブラ
ケツトに前記手首機構に設けられる回転駆動源に
流体を導入する通路を内設し、これによつて前記
回転駆動源に対して流体を導入・導出するための
管路の本数を可及的に少なくし、すなわち、外部
に露出する管路を少なくして手首機構における構
造の簡素化を達成すると共に、作業中にあつて手
首駆動用の回転駆動源に対する管路の損傷を未然
に防止することを可能とするロボツト装置におけ
る手首機構を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本考案は所望の
作業を自動的に行うロボツト装置のアームに装着
される手首機構であつて、 前記ロボツト装置のアームに係合するブラケツ
トと、 当該ブラケツトに配設される回転駆動源と、 この回転駆動源の駆動作用下に回動する回転体
と、 前記ブラケツトをアームに揺動自在に支承する
ための支軸と、 該ブラケツトに設けられる方向切換弁とを備
え、 前記支軸とブラケツトとの間に複数の周溝が形
成されると共に、 前記ブラケツトは、前記回転駆動源の流体導
入・導出用第１および第２ポートを前記周溝の所
定の二つの周溝に連通する第１および第２流路
と、 前記第１および第２流路を前記方向切換弁の所
定の二つのポートに連通する第３および第４流路
と、 前記方向切換弁の他の二つのポートを前記周溝
の他の二つの周溝を介して流体供給源と流体排出
部とに連通する第５および第６流路とを有するこ
とを特徴とする。

次に、本考案に係るロボツト装置における手首
機構について好適な実施例を挙げ、添付の図面を
参照しながら以下詳細に説明する。

第１図において、参照符号１０は本考案に係る
手首機構を有するロボツト装置を示し、このロボ
ツト装置１０は、図中、二点鎖線で示す走行装置
１２の上面部に取着されるベース１４を含む。こ
の場合、前記走行装置１２はロボツト装置１０を
図面に対して直交する方向に変位させるものであ
る。

前記ベース１４の上面には所定間隔離間し且つ
矢印Ａ方向に略平行に延在する一対のガイド部材
１６ａ，１６ｂを取着する。前記ガイド部材１６
ａ，１６ｂの上面部にはこれに案内されて摺動変
位する摺動部材１７が載置される。この場合、前
記摺動部材１７の一端部には取付板１８を介して
油圧モータ２０が取着され、この油圧モータ２０
の駆動作用下に前記摺動部材１７が前記ガイド部
材１６ａ，１６ｂに案内されて矢印Ａ方向に変位
するよう構成されている。

次に、前記摺動部材１７の上部には前記ロボツ
ト装置１０を構成する基台２２が固着され、当該
基台２２の一端側には旋回用モータ２４が配設さ
れる。さらに、前記基台２２には板体２６を介し
て位置検出器２８が取着されると共に、当該基台
２２上には前記旋回用モータ２４の駆動作用下に
矢印Ｂ方向に旋回可能な筒体状の保持部材３０が
取着されている。当該保持部材３０の周面部下方
には屈曲形状を呈する一対の支持部材３２ａ，３
２ｂの一端側が取着されており、当該支持部材３
２ａ，３２ｂの他端側には前記一対の支持部材３
２ａ，３２ｂに橋架されるピン部材３４を介して
第１のシリンダ３６が揺動自在に支持される。前
記第１シリンダ３６のシリンダロツド３６ａは、
図において、上方に指向して延在しており、その
先端部は後述するアームに係合する。

前記保持部材３０の上部には取付部材３８が当
該保持部材３０と一体的となるように固着され
る。前記取付部材３８の略中央部には当該取付部
材３８に係合するピン部材４０を介してアーム４
２が揺動自在に支持される。前記アーム４２の中
間部位には前記第１シリンダ３６のシリンダロツ
ド３６ａが係着されており、従つて、前記アーム
４２は前記第１シリンダ３６の駆動作用下にピン
部材４０を中心として矢印Ｃ方向に揺動可能であ
る。また、前記アーム４２の先端部近傍にはジヨ
イントブロツク４３が取着されており、このジヨ
イントブロツク４３には屈曲形状を呈する通路４
３ａ，４３ｂ，４３ｃが形成される（第２図並び
に第３図参照）。前記取付部材３８の先端部には
第２のシリンダ４４がピン部材４６を介して揺動
自在に保持されている。この場合、前記第２シリ
ンダ４４は実質的に前記アーム４２と略平行に配
設されていることが第１図より容易に諒解されよ
う。

次に、前記アーム４２の先端部には本考案に係
る手首機構４８の一端部を回動可能に係合させ、
一方、前記第２シリンダ４４のシリンダロツド４
４ａには前記手首機構４８の他端部を回動可能に
係合しておく。

そこで、第２図に示すように、前記手首機構４
８は、基本的には、ブラケツト５０と当該ブラケ
ツト５０の内部に配設される回転駆動源としての
トルクアクチユエータ５２と当該トルクアクチユ
エータ５２の駆動作用下に前記ブラケツト５０内
において回動可能な回転体５４とを含み、この場
合、前記トルクアクチユエータ５２は実質的に流
体圧によつて作動するものである。従つて、前記
トルクアクチユエータ５２には前記流体を導入・
導出するための第１のポート５２ａと第２のポー
ト５２ｂおよび当該トルクアクチユエータ５２内
に残留している流体を排出するためのドレンポー
ト５２ｃが設けられている（第３図参照）。

前記手首機構４８においては、実質的に前記ブ
ラケツト５０が前記アーム４２の先端部と係合す
る。すなわち、前記ブラケツト５０には孔部５６
が形成され、当該孔部５６に支軸５８が嵌合して
いる。当該支軸５８の両端部は前記ブラケツト５
０に形成される孔部５６から突出して前記アーム
４２の先端部にベアリング部材６０ａ，６０ｂを
介して係合し、これによつて前記アーム４２に対
して手首機構４８を回動自在に連結している。

前記支軸５８の周面部には所定間隔離間して第
１の周溝６２ａ乃至６２ｅと前記第１周溝６２ａ
乃至６２ｅより幅員が大きい第２の周溝６４ａ乃
至６４ｄとが形成されこれらは交互に配設され
る。この場合、前記第１周溝６２ａ乃至６２ｅに
はＯリング６３が夫々嵌合する。また、前記支軸
５８の両端側から夫々通路６６，６８が軸線方向
に指向して画成されており、前記通路６６の一端
側は前記支軸５８内において周溝６４ｂと連通
し、一方、前記通路６８の一端側は周溝６４ｄと
連通している。さらに、前記通路６６の他端側に
は管継手７０を介して管路７２の一端側が接続し
ており、当該管路７２の他端側は前記アーム４２
の先端部近傍に取着されるジヨイントブロツク４
３の通路４３ａに接続する。この場合、前記通路
４３ａは後述する圧力流体供給源と連通してい
る。一方、前記通路６８には管継手７６を介して
管路７８の一端側が接続しており、当該管路７８
の他端側は前記ジヨイントブロツク４３の通路４
３ｂを介して後述するタンクと連通する。

前記ブラケツト５０に形成される孔部５６を画
成する内周面部には、第２図において、アーム４
２の方向に指向する第１および第２流路である孔
部８０，８２が所定間隔離間して穿設される。実
際、前記孔部８０，８２の一端側は夫々前記第２
周溝６４ａ，６４ｃと連通するように配設され
る。前記孔部８０の他端側は管路８４を介して前
記トルクアクチユエータ５２に設けられる第１ポ
ート５２ａに接続し、前記孔部８２の他端側は管
路８６を介して第２ポート５２ｂに連通する。こ
の場合、前記トルクアクチユエータに設けられる
ドレンポート５２ｃには管路８８が接続され、こ
の管路８８は前記ジヨイントブロツク４３の通路
４３ｃを介して後述するタンクに連通する。

一方、前記ブラケツト５０の下方には方向切換
弁としてのサーボバルブ９０を取着するための取
付座面９２が形成されており当該取付座面９２に
は前記サーボバルブ９０に画成されるポンプポー
ト９０ａ、タンクポート９０ｂ、第１のポート９
０ｃ、第２のポート９０ｄに夫々対応して通路９
２ａ乃至９２ｄが画成される。この場合、前記通
路（第５流路）９２ａは前記支軸５８に形成され
る第２周溝６４ｂに連通すると共に、前記通路
（第６流路）９２ｂは前記第２周溝６４ｄに接続
している。さらに、前記通路（第３流路）９２ｃ
は第２周溝６４ａと連通し、通路（第４流路）９
２ｄは第２周溝６４ｃと連通している。

次に、当該手首機構４８を駆動するための配管
系の概略を第４図に示す。この場合、参照符号９
４は圧力流体用供給源を示し、この供給源９４は
前記ジヨイントブロツク４３の通路４３ａに接続
する。また、参照符号９６ａ，９６ｂはタンクを
示し、前記タンク９６ａにはジヨイントブロツク
４３の通路４３ｂからの流体が排出され、一方、
前記タンク９６ｂには通路４３ｃを介してトルク
アクチユエータ５２のドレンポート５２ｃからの
流体が排出される。

本考案に係るロボツト装置における手首機構は
基本的には以上のように構成されるものであり、
次にその作用並びに効果について説明する。

先ず、第１図に示すように、ロボツト装置１０
の手首機構４８の先端部には治具１００を取着
し、当該ロボツト装置１０を駆動してワークに対
して部品１０２を取着する作業を行う。

そこで、前記ロボツト装置１０の動作を以下詳
細に説明する。

すなわち、摺動部材１７に取着される油圧モー
タ２０を駆動することにより前記摺動部材１７が
ガイド部材１６ａ，１６ｂに案内されて矢印Ａ方
向に変位し、これに伴つて前記ロボツト装置１０
が矢印Ａ方向に変位する。また、基台２２に取着
されている旋回用モータ２４を駆動することによ
り保持部材３０が矢印Ｂ方向に旋回し、当該保持
部材３０に一体的に固着されている取付部材３８
も矢印Ｂ方向に回動変位するに至る。

次に、前記保持部材３０の周面部に支持部材３
２ａ，３２ｂを介して支持される第１シリンダ３
６を駆動して当該第１シリンダ３６のシリンダロ
ツド３６ａを、第１図において、上下方向に変位
させる。前記シリンダロツド３６ａの先端部はア
ーム４２の中間部位に係合しており、従つて、前
記シリンダロツド３６ａの変位動作によつて前記
アーム４２がピン部材４０を中心として矢印Ｃ方
向に揺動変位する。前記アーム４２の揺動作用下
に手首機構４８が矢印Ｃ方向に変位すると共に、
当該手首機構４８は第２シリンダ４４の駆動作用
下にシリンダロツド４４ａを介して矢印Ｄ方向に
揺動する。

さらに、前記手首機構４８は前述したように、
その先端部を矢印Ｅ方向に回動することが出来
る。すなわち、第４図において、流体用供給源
（ポンプ）９４を駆動すると共に、サーボバルブ
９０を作動させてポンプポート９０ａと第１ポー
ト９０ｃ並びにタンクポート９０ｂと第２ポート
９０ｄを連通させる。これによつて前記流体用供
給源９４から送給される流体はジヨイントブロツ
ク４３の通路４３ａおよび管路７２を介して支軸
５８に形成される通路６６内へ導入され、当該通
路６６から周溝６４ｂ、通路９２ａを介して前記
サーボバルブ９０のポンプポート９０ａに導入さ
れる。この場合、前記ポンプポート９０ａは、前
述したように、第１ポート９０ｃと連通状態にあ
るため、前記ポンプポート９０ａに導入された流
体は第１ポート９０ｃ、通路９２ｃ、第２周溝６
４ａ、管路８４を介してトルクアクチユエータ５
２の第１ポート５２ａに導入されることになる。
前記第１ポート５２ａに導入された流体は前記ト
ルクアクチユエータ５２を矢印E₁方向に回転さ
せるに至る。

一方、前記トルクアクチユエータ５２を矢印
E₂方向に回転させる際には、前記サーボバルブ
９０を作動させてポンプポート９０ａと第２ポー
ト９０ｄとを連通させればよい。この場合、前記
流体は前記第２ポート９０ｄから通路９２ｄ、第
２周溝６４ｃおよび管路８６を介して第２ポート
５２ｂへと導入され、これによつて前記トルクア
クチユエータ５２は矢印E₂方向に回転されるこ
とになる。

このように、当該ロボツト装置１０は矢印Ａ乃
至Ｅに示す種々の方向に変位動作を行うころが可
能であり、従つて、種々のワークに対応して前記
ワークを所望の部位に移送することが出来る。

この場合、本実施例においては、手首機構４８
を矢印Ｅ方向に回動させる圧力流体の通路を前記
手首機構４８を構成するブラケツト５０と支軸５
８に内設すると共に、当該手首機構４８のブラケ
ツト５０には前記流体の流路を選択するための方
向切換弁としてのサーボバルブ９０を取着するよ
う構成している。このため、前記手首機構４８に
流体を供給するために配設される管路の本数を可
及的に少なくすることが出来、当該管路の配管作
業を容易且つ正確に行うことが可能となる。ま
た、外部に露出する管路が少ないため、ロボツト
装置１０によつて前記部品１０２をワークに取り
付ける作業を行う際に前記管路が損傷するという
不都合を未然に回避することが出来る。

以上のように、本考案によれば、所望の作業を
行うロボツト装置に装着され、前記作業を行う治
具等を保持するための手首機構において、当該手
首機構に設けられ且つ流体圧によつて作動する回
転駆動源に対して圧力流体を供給するための流路
の一部を前記手首機構を構成するブラケツト並び
に支軸に内設している。さらに、前記ブラケツト
は前記回転駆動源に供給する流体の流路を選択す
るための方向切換弁を取着出来るように構成して
いる。このため、前記回転駆動源に対して流体を
供給するために外部に露呈する管路を可及的に少
なく出来、前記管路を配設する作業工数を少なく
して当該配管作業を容易且つ正確に行うことが可
能となるという利点が得られる。さらに、外部に
露呈する管路を少なくすることにより、前記管路
の損傷等を可及的に回避出来、しかも外観にも優
れるという効果も得られる。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る手首機構を装着するロボ
ツト装置の正面図、第２図は本考案に係る手首機
構の一部断面正面図、第３図は本考案に係る手首
機構の一部省略断面図、第４図は本考案に係る手
首機構を駆動する配管系を示す概略説明図であ
る。 １０……ロボツト装置、２２……基台、３０…
…保持部材、４２……アーム、４８……手首機
構、５０……ブラケツト、５２……アクチユエー
タ、５４……回転体、５８……支軸、６２ａ〜６
２ｅ……周溝、６６，６８……通路、９０……サ
ーボバルブ、９２……取付座面。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 所望の作業を自動的に行うロボツト装置のア
   ームに装着される手首機構であつて、 前記ロボツト装置のアームに係合するブラケ
   ツトと、 当該ブラケツトに配設される回転駆動源と、 この回転駆動源の駆動作用下に回動する回転
   体と、 前記ブラケツトをアームに揺動自在に支承す
   るための支軸と、 該ブラケツトに設けられる方向切換弁とを備
   え、 前記支軸とブラケツトとの間に複数の周溝が
   形成されると共に、 前記ブラケツトは、前記回転駆動源の流体導
   入・導出用第１および第２ポートを前記周溝の
   所定の二つの周溝に連通する第１および第２流
   路と、 前記第１および第２流路を前記方向切換弁の
   所定の二つのポートに連通する第３および第４
   流路と、 前記方向切換弁の他の二つのポートを前記周
   溝の他の二つの周溝を介して流体供給源と流体
   排出部とに連通する第５および第６流路とを有
   することを特徴とするロボツト装置における手
   首機構。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の機構に
   おいて、前記支軸は、前記流体供給源および流
   体排出部を前記第５および第６流路に連通する
   第１および第２通路を有することを特徴とする
   ロボツト装置における手首機構。