JPH0451311B2 - - Google Patents

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JPH0451311B2
JPH0451311B2 JP58151060A JP15106083A JPH0451311B2 JP H0451311 B2 JPH0451311 B2 JP H0451311B2 JP 58151060 A JP58151060 A JP 58151060A JP 15106083 A JP15106083 A JP 15106083A JP H0451311 B2 JPH0451311 B2 JP H0451311B2
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JP
Japan
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arm
ball screw
horizontal
vertical
rotating body
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP58151060A
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English (en)
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JPS6044277A (ja
Inventor
Toshifumi Yamada
Shoichi Iikura
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
Priority to JP15106083A priority Critical patent/JPS6044277A/ja
Publication of JPS6044277A publication Critical patent/JPS6044277A/ja
Publication of JPH0451311B2 publication Critical patent/JPH0451311B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は工業用ロボツトに係り、特にモータで
回転駆動されるボールスクリユーによつて垂直腕
と水平腕を駆動するようにした工業用ロボツトに
関する。
〔発明の技術的背景と問題点〕
ロボツトの水平腕に対して旋回動作と前後動作
と上下動作を与えるものとして第1図および第2
図に示されたものが知られている。第1図および
第2図において、符号1は固定ベースを示し、こ
の固定ベースに対して垂直軸X−Xまわりを旋回
可能な旋回胴2が装着され、旋回胴2の上面には
ブラケツト2a,2bが突設され、これらブラケ
ツトに対して下部水平軸3が架設されている。こ
の下部水平軸3に対して垂直腕4の下端が枢支さ
れており、垂直腕4の上端にはこれと直交する水
平腕5が上部水平軸6を介して枢着され、水平腕
5の先端には手首7が設けられいる。したがつ
て、垂直腕4が下部水平軸3まわりを枢動するこ
とにより手首7が前後に動き、水平腕5が上部水
平軸6まわりを枢動することにより手首7が上下
に動く。しかして、上記垂直腕4は第1のボール
スクリユ8によつて動かされる一方、上記水平腕
5は第2のボールスクリユ9によつて動かされ
る。
第1のボールスクリユ8は、上記旋回胴2の外
側に突設された支持ブラケツト10に対して支軸
11で揺動可能に枢支され、第1の駆動モータ1
2によつて回転駆動されるようになつている。ま
た、第1のボールスクリユ8に螺合するナツト1
3は垂直腕4から突設された駆動腕14の先端に
固定されている。
一方、第2のボールスクリユ9は、上記旋回胴
2の外側に突設された支持ブラケツト15に対し
て支軸16で揺動可能に枢支され、第2の駆動モ
ータ17によつて回転駆動されるようになつてい
る。上記第2のボールスクリユ8に螺合するナツ
ト18と前記下部水平軸3との間は駆動アーム1
9で連結されると共に、ナツト18と水平腕5の
シリンダとの間は駆動アーム20で連結されてい
る。このように、従来の装置においては、第1お
よび第2の駆動モータ12,17によつてボール
スクリユ8および9を回動させ垂直腕4と水平腕
5に対して前後動および上下動を与えるようにし
ている。
しかしながら、このような従来の装置において
は、第1および第2のボールスクリユ8および9
を含む駆動装置が旋回胴2の外側に配置されてい
るから、周辺の物体と衝突する危険性があるほか
設置スペースを確保しなければならなかつたり、
旋回中心より比較的遠い位置に駆動装置が存在す
るために旋回に対する慣性力が大きくなるという
問題があつた。さらに低慣性の長尺モータは軸長
が長いために、旋回胴の外側に配置した場合に前
述した問題を一層助長する結果となつた。
〔発明の目的〕
そこで、本発明の目的は、垂直腕と水平腕を駆
動するボールスクリユを含む駆動装置を旋回中心
に近い位置に配置し、かつ旋回胴の内側に組込め
るようにした工業用ロボツトを提供することにあ
る。
〔発明の概要〕
上記目的を達成するために、本発明は、垂直軸
まわりを旋回可能な旋回胴を固定ベースに設け、
上記旋回胴に下部水平軸を介して垂直腕の下端を
枢支し、垂直腕の上端に上部水平軸を介して水平
腕を枢着し、垂直腕と水平腕とをボールスクリユ
で駆動するようにした工業用ロボツトにおいて;
上記旋回胴内部の前側下部に配置される第1の駆
動モータで回転駆動される第1のボールスクリユ
を旋回胴内部で前側下部から後側上部に向う取付
姿勢で設け、この第1のボールスクリユを垂直腕
の下端より突設した第1の駆動腕に螺合する一
方、上記旋回胴内部の前側下部に配置される第2
の駆動モータで回転駆動される第2のボールスク
リユを旋回胴内部で前側下部から後ろ側上部に向
う取付姿勢にて並設し、この第2のボールスクリ
ユを下部水平軸に回動可能に軸着したベルクラン
クの第1アームの先端に上記下部水平軸の下方位
置で螺合し、ベルクランクの第2アームと上記水
平腕とを連結アームで結合するようにしたことを
特徴とするものである。
以下本発明による工業用ロボツトの一実施例を
第1図および第2図と同一部分に同一符号を付し
て示した第3図乃至第8図を参照して説明する。
第3図および第4図において、固定ベース1に
は垂直軸X−Xまわりを旋回可能な旋回胴2が装
着され、旋回胴2の上面にはブラケツト2a,2
bが突設され、これらブラケツトに対して下部水
平軸3が架設されている。この下部水平軸3には
垂直腕4の下端が枢支されており、垂直腕4の上
端にはこれと直交する水平腕5が上部水平軸6を
介して枢着され、水平腕5の先端には手首7が設
けられいる。その結果、垂直腕4が下部水平軸3
のまわりを枢動されたときに手首7が前後の方向
に動き、一方、水平腕5が上部水平軸6のまわり
を枢動したとき手首7は上下の方向に動くように
なつている。
しかして、上記垂直腕4は第1のボールスクリ
ユ8によつて動かされる一方、上記水平腕5は第
2のボールスクリユ9によつて動かされることは
従来例と同様である。しかるに、本発明によれ
ば、第1および第2のボールスクリユ8および9
は旋回胴2の内側に収容されている。
すなわち、第1のボールスクリユ8は上記旋回
胴2の内側に突設された支持ブラケツト10に対
して支軸11で揺動可能に枢支され、第1のボー
ルスクリユ8の軸線は水平面に対してほぼ30度の
角をなして前側下方から斜め後方に向つて延出し
ている。上記第1のボールスクリユ8の前方の軸
端には旋回胴2内部で前方下部に配置される第1
の駆動モータ12が直結されこれによつてボール
スクリユが回転駆動される。また、前記垂直腕4
の下端には、旋回胴2内を斜め下方に向つて延出
する駆動腕14が突設され、その先端がナツト1
3にピン結合されている。
一方、第2のボールスクリユ9は、上記旋回胴
2内であつて第1のボールスクリユ8に同様の取
付姿勢で並設され、支持ブラケツト15に対して
支軸16を介して揺動可能に枢支されている。こ
の第2のボールスクリユ9のねじ部にはナツト1
8が螺合されており、ナツト18にはベルクラン
クアーム21の第1アーム22の先端がピン結合
されている。このベルクランクアーム21の中央
部は、上記第1の水平軸3に対して枢支されると
共に、第2アーム23の先端と前記水平腕5との
間には連結アーム24によつてピン結合されてい
る。また、上記第2のボールスクリユ9の前方の
軸端には旋回胴2内部で前方下部に配置される第
2の駆動モータ17が直結されている。
本発明はこのように構成されいるから、手首7
に対してX−X軸まわりの旋回動を与えるときは
固定ベース1に対して旋回胴2を回転させる。ま
た、手首7に対して前後方向の運動を与えるとき
は、第1の駆動モータ12を回転駆動して第1の
ボールスクリユ8をいずれかの方向へ回転させナ
ツト13を移動させ、これにより駆動腕14を介
して垂直腕4を下部水平軸3のまわりに回動させ
水平腕5を前後に動かす。さらに手首7に対して
上下方向の運動を与えるときには、第2の駆動モ
ータ17を駆動して第2のボールスクリユ9をい
ずれかの方向へ回転させ、ナツト18を動かして
ベルクランク21を下部水平軸3の回りに回転さ
せる。すると、連結アーム24が上下動するから
水平腕5は上部水平軸6を中心として枢動し、手
首7は上下方向に動くことになる。こうして、垂
直腕4、水平腕5の姿勢の変化に応じて、ボール
スクリユ8とボールスクリユ9とは互いに様々の
角度をなすことになるが、これらのボールスクリ
ユ8,9は旋回胴2の内部に収納されているの
で、外からは見えず、従つて、外観を損ねること
がない。また、ボールスクリユ8,9の回転に伴
つて、ナツト13の内部の案内用のボールが大き
な音を発するが、ボールスクリユ8,9、モータ
12,18等の駆動機構が旋回胴2の内部にある
ので、旋回音などによつて騒音を相殺することが
できる。
第5図は前記第1の駆動モータ12と第2の駆
動モータ17として軸方向に長い低慣性形モータ
を使用した場合における実施例を示している。こ
のような場合に、第3図および第4図と同様にボ
ールスクリユ8および9の軸端に直結すると、旋
回胴2内に収容することが困難となる。そこで、
第5図に示されたように、第1のボールスクリユ
8の外側に低慣性形の駆動モータ12を並列して
配置する一方、第2のボールスクリユ9の外側に
は低慣性形の第2の駆動モータ17を配置するこ
とができる。この場合に第1のボールスクリユ8
と第2のボールスクリユ9は、枢軸26を中心と
して揺動可能な揺動ベース27の上に固設された
軸受28,29によつてそれぞれ支えられてい
る。また、この軸受28,29より揺動ベース2
7の側に突出した第1および第2の駆動軸8,9
の軸端には、それぞれプーリ30,31がキー止
めされている。これらのプーリ30,31と前記
駆動モータ12,17の出力軸との間はタイミン
グベルト32,33でそれぞれ連結されている。
このような実施例によれば、低慣性形の駆動モー
タ12,17をボールスクリユ8,9に対して並
列配置することにより旋回胴2内に収容すること
が可能となる。
また、第6図乃至第8図に示した例は、垂直腕
4の前後動作のときに発生する水平腕5および垂
直腕の自重トルクを補償するバランサ35を配置
した例を示している。第6図および第7図におい
て、バランサ35はそれ自体公知のものであつ
て、シリンダ36の端が旋回胴2のブラケツトに
対して支着されており、伸縮するロツド37の端
は前記垂直腕4と一体の駆動腕14の中間にピン
38を介して結合されている。上記ピン38は、
垂直腕4が垂直位置にあるとき下部水平軸3と軸
心とバランサ35の揺動中心O2を結ぶ線上に位
置している。また、この垂直位置において、駆動
腕14の先端のナツト13に対する結合中心は同
じ線上に位置している。第8図はその動作につい
て示したもので、垂直腕4と駆動腕14の動作角
がθ1のときO1もまたOを中心にθ1回動し、バラン
サ35はO2を中心にθ2だけ回動する。このとき
のバランサ35の張力がFであればF・2
sinθ2のトルクが発生する。なお、θ4はボールス
クリユ8の回動中心でθ3は回動角である。このよ
うに構成することによりバランサ35を旋回胴2
内に収容できコンパクトに構成して全体の重心を
低くすることができる。
以上の説明から明らかなように、本発明によれ
ば、垂直腕および水平腕を駆動するボールスクリ
ユを含む駆動機構を旋回胴内に収容したから、旋
回胴の後方に駆動機構が突出しなくなり、他の機
器との干渉し難くなり衝突の危険性が少なくな
る。また、駆動機構を旋回胴の回転中心に近い位
置に集中的に配置できるので、ロボツトの本体の
慣性モーメントを可及的に少なくして全体をコン
パクトに構成でき、所要動力の低減や動作の高速
化等の動特性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の工業用ロボツトを示した平面
図、第2図は同ロボツトの側面図、第3図は本発
明の一実施例による工業用ロボツトの平面図、第
4図は同ロボツトの側面図、第5図は本発明の他
の実施例による平断面図、第6図はバランサを組
込んだ例を示した側面図、第7図は同正面図、第
8図は各構成部材の動作線図である。 1…固定ベース、2…旋回胴、3…下部水平
軸、4…垂直腕、5…水平腕、8…第1のボール
スクリユ、9…第2のボールスクリユ、12…第
1の駆動モータ、14…駆動腕、21…ベルクラ
ンク、22…第1アーム、23…第2アーム、2
4…連結アーム、30,31…プーリ、32…タ
イミングベルト、35…バランサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 垂直軸まわりを旋回可能な旋回胴を固定ベー
    スに設け、上記旋回胴に下部水平軸を介して垂直
    腕の下端を枢支し、垂直腕の上端に上部水平軸を
    介して水平腕を枢着し、垂直腕と水平腕とをボー
    ルスクリユで駆動するようにした工業用ロボツト
    において;上記旋回胴内部の前側下部に配置され
    る第1の駆動モータで回転駆動される第1のボー
    ルスクリユを旋回胴内部で前側下部から後側上部
    に向う取付姿勢で設け、この第1のボールスクリ
    ユを垂直腕の下端より突設した第1の駆動腕に螺
    合する一方、上記旋回胴内部の前側下部に配置さ
    れる第2の駆動モータで回転駆動される第2のボ
    ールスクリユを旋回胴内部で前側下部から後ろ側
    上部に向う取付姿勢にて並設し、この第2のボー
    ルスクリユを下部水平軸に回転可能に軸着したベ
    ルクランクの第1アームの先端に上記下部水平軸
    の下方位置で螺合し、ベルクランクの第2アーム
    と上記水平腕とを連結アームで結合するようにし
    たことを特徴とする工業用ロボツト。 2 上記第1および第2の駆動モータは、第1お
    よび第2のボールスクリユの軸端に直結されたこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の工
    業用ロボツト。 3 上記第1および第2の駆動モータは、第1お
    よび第2のボールスクリユの外側に平行に並設さ
    れ、プーリとタイミングベルトで回転を伝達され
    るようにしたことを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の工業用ロボツト。 4 上記垂直腕の駆動腕と旋回胴との間にはバラ
    ンサが組み込まれていることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項に記載の工業用ロボツト。
JP15106083A 1983-08-19 1983-08-19 工業用ロボツト Granted JPS6044277A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15106083A JPS6044277A (ja) 1983-08-19 1983-08-19 工業用ロボツト

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JP15106083A JPS6044277A (ja) 1983-08-19 1983-08-19 工業用ロボツト

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JPS6044277A JPS6044277A (ja) 1985-03-09
JPH0451311B2 true JPH0451311B2 (ja) 1992-08-18

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ID=15510420

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JP15106083A Granted JPS6044277A (ja) 1983-08-19 1983-08-19 工業用ロボツト

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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013018857A1 (de) 2013-11-11 2015-05-13 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Vorrichtung nach Art eines Knickarmroboters
JP6677970B2 (ja) 2015-02-20 2020-04-08 川崎重工業株式会社 産業用ロボット

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5656395A (en) * 1979-10-12 1981-05-18 Hitachi Ltd Industrial multiple joint type robot

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JPS6044277A (ja) 1985-03-09

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