JPH0593779U - 索式多関節型マニピユレーター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 複数のモーターユニットを必要とせず、かつ
アームの機構が簡単な、従って経済性及び機能性に優れ
た索式多関節型マニピユレーターを図る。 【構成】 各隣接アームの一方の上端と他方アームの下
端とを順次枢着するとともに、一端が上記一方のアーム
の上端に固着され他端が上記他方のアームの下端に遊嵌
された関節部材の水平軸５，１０にそれぞれ遊嵌された
アイドラー７，１２と、最上端の関節部材の水平軸１５
であるとともに最上端アームの下端に固着された固着プ
ーリ１７と、上端がそれぞれ固着プーリ１７に固着され
下端が順次下位のアイドラー１２，７にそれぞれ同一方
向にかけ回わされた後駆動プーリ２に巻回される第１ワ
イヤ２１と、下端が順次下位のアイドラー１２，７にそ
れぞれ第１ワイヤ２１とは反対方向にかけ回わされた後
駆動プーリ２に巻回された第２ワイヤ２１とを具えたこ
と。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は索式多関節型マニピユレーターに関する。

【０００２】

【従来の技術】

作業ロボットに適用される索式多関節型マニピユレーターとしては、従来、例 えば、図４側面図に示すように、直立方体状のドライブユニット０１の上端に突 設された基端軸受０２と、これの上部に設けられた第１関節部材０３に基端が枢 支された第１アーム０４と、これの先端に設けられた第２関節部材０５に基端が 枢支された第２アーム０６と、これの先端に設けられた第３関節部材０７に基端 が枢支された前端アーム０８等とから形成されるものが知られている。 このような装置では、図５部分拡大縦断面図及び図６部分斜視図に示すように 、各関節部材を回動させるために、それぞれ押しワイヤ０９，引きワイヤ０１０ がアイドラー０１１，０１２に掛け回わされ、中間軸０１３（図６）に固定され たプーリ０１４，０１５にそれぞれ互いに反対方向に巻回して取付けられるとと もに、中間軸０１３の一端部に固定されたプーリ０１６，０１７がモーターユニ ット０１８の出力軸に固定されたプーリ０１９，０２０とワイヤ０２１，０２２ でそれぞれ連結されることによりドライブユニット０１内に導びかれている。 すなわち、このような構成によって、各関節部材はそれぞれのモーターユニッ ト０１８と押しワイヤ０９，引きワイヤ０１０で結ばれることにより駆動される 。 また、各関節部材にそれぞれ直接モーターユニットを組込む方式の多関節型マ ニピユレーターも知られている。

【０００３】 しかしながら、これらの装置では、それぞれ下記のような欠点がある。 (1) 索式では、各関節部材にそれぞれ対応するモーターユニット０１８を設け るとともに、これらを集中的に格納するドライブユニット０１を必要とするので 、装置及びアームが複雑化し、従って経済性が低下する。 (2) モーター組込式では、アームの寸法及び重量が増大するので、アームの作 業範囲が制約され、従って機能性が低下する。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、このような事情に鑑みて提案されたもので、複数のモーターユニッ トを必要とせず、かつアームの機構が簡単な、従って経済性及び機能性に優れた 索式多関節型マニピユレーターを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

そのために、本考案は各アームの上下端がそれぞれ隣接するアームの下上端に それぞれ関節部材を介して順次枢着されてなり上記各アームに沿って縦通的に延 びるワイヤの操作により折線状に湾曲される索式多関節型マニピユレーターにお いて、各隣接アームの一方の上端と他方アームの下端とを順次枢着するとともに 、一端が上記一方のアームの上端に固着され他端が上記他方のアームの下端に遊 嵌された関節部材の連結軸にそれぞれ遊嵌されたアイドラープーリと、最上端の 関節部材の連結軸であるとともに最上端アームの下端に固着された固着プーリと 、上端がそれぞれ上記固着プーリに固着され下端が順次下位のアイドラープーリ にそれぞれ同一方向にかけ回わされた後駆動プーリに巻回される第１ワイヤと、 下端が順次下位のアイドラープーリにそれぞれ第１ワイヤとは反対方向にかけ回 わされた後同駆動プーリに巻回された第２ワイヤとを具えたことを特徴とする。

【０００６】

【作用】

このような構成によれば、下記の作用が行われる。 (1) 複数のアームを回動するのに複数のモーターユニットを必要とすることな く、１基のモーターユニット付プーリ等で済むので、ドライブユニット等が小型 化する。 (2) 複数のアームを回動するのに複数条のワイヤを要することなく１連のワイ ヤ等で済むので、アームの断面が小型化する。

【０００７】

【実施例】

本考案の一実施例を図面について説明すると、まず、図１縦断面図において、 １は下部のモーターユニット付プーリ２と上部の第１関節部材３とからなり基礎 ＧＬに固定されたドライブユニット、４は下部が第１関節部材３に水平軸５を介 して枢着された第１アーム、６は第１関節部材３に付設された水平軸５用のロッ ク、７は水平軸５に軸支されたアイドラー、８は第１アーム４の上部に形成され た第２関節部材である。 ９は下部が第２関節部材８に水平軸１０を介して枢着された第２アーム、１１ は第２関節部材８に付設された水平軸１０用のロック、１２は水平軸１０に軸支 されたアイドラー、１３は第２アーム９の上部に形成された前端関節部材、１４ は下部が前端関節部材１３に水平軸１５を介して枢着された前端アーム、１６は 前端関節部材１３に付設された水平軸１５用のロック、１７は水平軸１５に嵌着 されたプーリ、１８，１９，２０はそれぞれ水平軸５，１０，１５に接触する各 関節用の位置検出器である。 次に、図２縦断面図において、２１は一端部がモーターユニット付プーリ２の 一側に一方向向きに巻回され、中間部がアイドラー７，１２の一側に一方向向き に巻回されたのち、プーリ１７に掛け回わされ、続いてアイドラー１２，７の他 側に他方向向きに巻回され、更に他端部がモーターユニット付プーリ２の他側に 他方向向きに巻回された押し引き用のワイヤである。 ここで、各ロック６，１１，１６は同一構造であり、図示省略の電気配線によ りそれぞれ水平軸５，１０，１５をロックすることにより、第１関節部材３と第 １アーム４，第２関節部材８と第２アーム９，前端関節部材１３と前端アーム１ ４とをそれぞれ一体化でき、またアンロックすることにより、各アーム４，９， １４の自由な回動を許容することができ、軽負荷のマニピユレーターの場合はフ リクションブレーキが利用できる。

【０００８】 このような装置において、各アームを回動するには、図２において、例えば、 前端アーム１４を一方向に回動するには、前端関節部材１３のロック１６を緩め 、モーターユニット付プーリ２を一方向に回転すると、アイドラー７，１２が遊 転して左側のワイヤ２１が一方向２２に繰出されるとともに、右側のワイヤ２１ が他方向２３に巻込まれ、プーリ１７が回動し、これに嵌着された前端アーム１ ４が一方向に回動する。 また、中間のアーム、例えば第２アーム９を回動するには、第２関節部材８の ロック１１を緩め、モーターユニット付プーリ２を一方向に回転すると、アイド ラー７，１２が遊転して左側のワイヤ２１が一方向２２に繰出されるとともに右 側のワイヤ２１が引張られて他方向２３に巻込まれ第２アーム９が一方向に回動 する。 なお、各アームを他方向に回動するには、モーターユニット付プーリ２を他方 向に回転する。また、以上の動作は位置検出器１８，１９，２０，図示省略の制 御盤等の協働作用により自動化することができる。 次に、図３全体側面図は図１の変形例を示し、これはドライブユニット１，第 １関節部材３，第２関節部材８，第３関節部材１３ａ，第４関節部材２４，第５ 関節部材２５，前端関節部材２６及び第１アーム４，第２アーム９，第３アーム １４ａ，第４アーム２７，第５アーム２８，前端腕部材２９とから形成された６ 関節型で、その作用効果は図１のそれと実質的に同一である。

【０００９】 これら、実施例，変形例の装置によれば、下記効果が奏せられる。 (1) 複数のアームを回動するのに複数のモーターユニットを必要とすることな く、１基のモーターユニット付プーリ等で済むので、ドライブユニット等が小型 化し、従って装置の経済性が向上する。 (2) 複数のアームを回動するのに複数条のワイヤを要することなく１連のワイ ヤ等で済むので、アームの断面が小型化し、従って装置の機能性が向上する。

【００１０】

【考案の効果】

要するに本考案によれば、各アームの上下端がそれぞれ隣接するアームの下上 端にそれぞれ関節部材を介して順次枢着されてなり上記各アームに沿って縦通的 に延びるワイヤの操作により折線状に湾曲される索式多関節型マニピユレーター において、各隣接アームの一方の上端と他方アームの下端とを順次枢着するとと もに、一端が上記一方のアームの上端に固着され他端が上記他方のアームの下端 に遊嵌された関節部材の連結軸にそれぞれ遊嵌されたアイドラープーリと、最上 端の関節部材の連結軸であるとともに最上端アームの下端に固着された固着プー リと、上端がそれぞれ上記固着プーリに固着され下端が順次下位のアイドラープ ーリにそれぞれ同一方向にかけ回わされた後駆動プーリに巻回される第１ワイヤ と、下端が順次下位のアイドラープーリにそれぞれ第１ワイヤとは反対方向にか け回わされた後同駆動プーリに巻回された第２ワイヤとを具えたことにより、複 数のモーターユニットを必要とせず、かつアームの機構が簡単な、従って経済性 及び機能性に優れた索式多関節型マニピユレーターを得るから、本考案は産業上 極めて有益なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】図１のプーリ及びアイドラーへのワイヤの巻回
及び掛け回わし要領を示す同じく縦断面図である。

【図３】図１の変形例を示す全体側面図である。

【図４】公知の索式多関節型マニピユレーターを示す全
体側面図である。

【図５】図４のドライブユニット０１を示す部分拡大図
である。

【図６】図５のワイヤの掛け回わし要領を示す部分拡大
斜視図である。

【符号の説明】

１ ドライブユニット ２ モーターユニット付プーリ ３ 第１関節部材 ４ 第１アーム ５ 水平軸 ６ ロック ７ アイドラー ８ 第２関節部材 ９ 第２アーム １０ 水平軸 １１ ロック １２ アイドラー １３ 前端関節部材 １３ａ 第３関節部材 １４ 前端アーム １４ａ 第３アーム １５ 水平軸 １６ ロック １７ プーリ １８ 位置検出器 １９ 位置検出器 ２０ 位置検出器 ２１ ワイヤ ２２ 一方向 ２３ 他方向 ２４ 第４関節部材 ２５ 第５関節部材 ２６ 前端関節部材 ２７ 第４アーム ２８ 第５アーム ２９ 前端アーム ＧＬ 基礎

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 各アームの上下端がそれぞれ隣接するア
   ームの下上端にそれぞれ関節部材を介して順次枢着され
   てなり上記各アームに沿って縦通的に延びるワイヤの操
   作により折線状に湾曲される索式多関節型マニピユレー
   ターにおいて、各隣接アームの一方の上端と他方アーム
   の下端とを順次枢着するとともに、一端が上記一方のア
   ームの上端に固着され他端が上記他方のアームの下端に
   遊嵌された関節部材の連結軸にそれぞれ遊嵌されたアイ
   ドラープーリと、最上端の関節部材の連結軸であるとと
   もに最上端アームの下端に固着された固着プーリと、上
   端がそれぞれ上記固着プーリに固着され下端が順次下位
   のアイドラープーリにそれぞれ同一方向にかけ回わされ
   た後駆動プーリに巻回される第１ワイヤと、下端が順次
   下位のアイドラープーリにそれぞれ第１ワイヤとは反対
   方向にかけ回わされた後同駆動プーリに巻回された第２
   ワイヤとを具えたことを特徴とする索式多関節型マニピ
   ユレーター。