JPH06262556A - 水平多関節型ロボットのアーム - Google Patents
水平多関節型ロボットのアームInfo
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- JPH06262556A JPH06262556A JP8007193A JP8007193A JPH06262556A JP H06262556 A JPH06262556 A JP H06262556A JP 8007193 A JP8007193 A JP 8007193A JP 8007193 A JP8007193 A JP 8007193A JP H06262556 A JPH06262556 A JP H06262556A
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- Japan
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- 235000007575 Calluna vulgaris Nutrition 0.000 abstract 1
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 description 11
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 1
- 230000012447 hatching Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 第1アームを支持する支軸等の構造が軽量化
でき、かつその回動摩擦が少なく操作員による直接教示
も可能で、また小型化が可能な、したがって経済性,操
作性および配設性に優れた水平多関節型ロボットのアー
ムを図る。 【構成】 水平面内に回動可能の第1アーム4と、第1
アーム4の先端に枢着された水平回動台6に取付けられ
た第2アーム7と、第2アーム7の先端にハンド支台1
2とを有する水平関節型ロボットにおいて、水平回動台
6に上下1対的に軸支された各基部水平軸と、各基部水
平軸にそれぞれ基部が支持され先端部が端部水平支持軸
13,11を介してハンド支台12を枢支する上下1対
で互いに平行リンクを形成する第2アーム7と、第2ア
ーム7の基部水平軸を回動するモータとを具えたこと。
でき、かつその回動摩擦が少なく操作員による直接教示
も可能で、また小型化が可能な、したがって経済性,操
作性および配設性に優れた水平多関節型ロボットのアー
ムを図る。 【構成】 水平面内に回動可能の第1アーム4と、第1
アーム4の先端に枢着された水平回動台6に取付けられ
た第2アーム7と、第2アーム7の先端にハンド支台1
2とを有する水平関節型ロボットにおいて、水平回動台
6に上下1対的に軸支された各基部水平軸と、各基部水
平軸にそれぞれ基部が支持され先端部が端部水平支持軸
13,11を介してハンド支台12を枢支する上下1対
で互いに平行リンクを形成する第2アーム7と、第2ア
ーム7の基部水平軸を回動するモータとを具えたこと。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は水平多関節型ロボットの
アームに関する。
アームに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、工業用ロボットが各方面にて多用
されており、例えば、図4(A) 側面図に示すように、床
上に設置された基台に回動可能なポストを設けた水平多
関節型ロボットが知られている。すなわち、同図におい
て、01は基台02に載置され、所定回動範囲内θは回
動可能なポストであり、これを回動させる回動機構03
が基台02の内部に設けられている。04はポスト01
に上部から挿入された支軸05にて支持された水平回動
可能の第1アームであり、この先端には水平回動可能の
第2アーム06が取付けられ、さらに、この先端には手
首07が設けられ、そして、ポスト01の内部には、支
軸05を所定の範囲内Zで上下移動して、第1アーム0
4の高さを制御する昇降機構08が設けられている。
されており、例えば、図4(A) 側面図に示すように、床
上に設置された基台に回動可能なポストを設けた水平多
関節型ロボットが知られている。すなわち、同図におい
て、01は基台02に載置され、所定回動範囲内θは回
動可能なポストであり、これを回動させる回動機構03
が基台02の内部に設けられている。04はポスト01
に上部から挿入された支軸05にて支持された水平回動
可能の第1アームであり、この先端には水平回動可能の
第2アーム06が取付けられ、さらに、この先端には手
首07が設けられ、そして、ポスト01の内部には、支
軸05を所定の範囲内Zで上下移動して、第1アーム0
4の高さを制御する昇降機構08が設けられている。
【0003】昇降機構08の詳細を示す同図(B) 部分拡
大縦断面図において、09はモータプーリ010を有す
る駆動モータであり、これはモータプーリ010,ベル
ト011及び駆動プーリ012を介して昇降機構08の
ねじ棒013を回転し、これに螺合されているナット0
14を上下移動して、支軸05の上下移動の駆動を行
う。そしてねじ棒013の下端にはブレーキ可動部01
5が固着され、また、電磁作用にてこれを吸引してねじ
棒013の回転制動を行うブレーキ固定部016が基台
02の下底部017に取付けられている。この種の昇降
機構のブレーキは、駆動モータ09が停止して支軸05
が所定の高さを保持しているときに、これが外力などで
位置が移動するのを防止するため、ブレーキ固定部01
6がブレーキ可動部015を吸引して、ねじ棒013の
回転にブレーキをかけ、支軸05を所定位置に停止させ
ている。
大縦断面図において、09はモータプーリ010を有す
る駆動モータであり、これはモータプーリ010,ベル
ト011及び駆動プーリ012を介して昇降機構08の
ねじ棒013を回転し、これに螺合されているナット0
14を上下移動して、支軸05の上下移動の駆動を行
う。そしてねじ棒013の下端にはブレーキ可動部01
5が固着され、また、電磁作用にてこれを吸引してねじ
棒013の回転制動を行うブレーキ固定部016が基台
02の下底部017に取付けられている。この種の昇降
機構のブレーキは、駆動モータ09が停止して支軸05
が所定の高さを保持しているときに、これが外力などで
位置が移動するのを防止するため、ブレーキ固定部01
6がブレーキ可動部015を吸引して、ねじ棒013の
回転にブレーキをかけ、支軸05を所定位置に停止させ
ている。
【0004】しかしながら、このような装置では、下記
のような欠点がある。 (1) 第2アーム06を回動するモータ018が関節軸部
に取付けてあるので、そこの重量が大きくなり、このモ
ータ018を長く張出した第1アーム04の先端に配設
して支軸05を上下移動させるためには、支軸05及び
これを支えるポスト01を強大にしなければならず、し
たがって製作費が嵩み、経済性が低下する。 (2) この構造では、ポスト01の支軸05を支持する部
分の摩擦抵抗が大きくなるので、操作員が第2アーム0
6の先端をもち直接操作するダイレクトテイーチング
(以下直接教示という)が困難となり、したがって操作
性が低下する。 (3) オーバハング状の第1アーム04や、この先端のモ
ータ018に対応するためのバランサの構造が大型で複
雑となるので、装置が大型化,重量化し、したがって配
設が容易でない。
のような欠点がある。 (1) 第2アーム06を回動するモータ018が関節軸部
に取付けてあるので、そこの重量が大きくなり、このモ
ータ018を長く張出した第1アーム04の先端に配設
して支軸05を上下移動させるためには、支軸05及び
これを支えるポスト01を強大にしなければならず、し
たがって製作費が嵩み、経済性が低下する。 (2) この構造では、ポスト01の支軸05を支持する部
分の摩擦抵抗が大きくなるので、操作員が第2アーム0
6の先端をもち直接操作するダイレクトテイーチング
(以下直接教示という)が困難となり、したがって操作
性が低下する。 (3) オーバハング状の第1アーム04や、この先端のモ
ータ018に対応するためのバランサの構造が大型で複
雑となるので、装置が大型化,重量化し、したがって配
設が容易でない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
事情に鑑みて提案されたもので、第1アームを支持する
支軸等の構造が軽量化でき、かつその回動摩擦が少なく
操作員による直接教示も可能で、また小型化が可能な、
したがって経済性,操作性および配設性に優れた水平多
関節型ロボットのアームを提供することを目的とする。
事情に鑑みて提案されたもので、第1アームを支持する
支軸等の構造が軽量化でき、かつその回動摩擦が少なく
操作員による直接教示も可能で、また小型化が可能な、
したがって経済性,操作性および配設性に優れた水平多
関節型ロボットのアームを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】そのために、本発明は水
平面内に回動可能の第1アームと、上記第1アームの先
端に枢着された水平回動台に取付けられた第2アーム
と、上記第2アームの先端にハンド支台とを有する水平
関節型ロボットにおいて、上記水平回動台に上下1対的
に軸支された各基部水平軸と、上記各基部水平軸にそれ
ぞれ基部が支持され先端部が端部水平支持軸を介してハ
ンド支台を枢支する上下1対で互いに平行リンクを形成
する第2アームと、上記第2アームの基部水平軸を回動
するモータとを具え、上記第2アームに上記ハンド支台
を垂直に保ったまま昇降することを可能としたことを特
徴とする。
平面内に回動可能の第1アームと、上記第1アームの先
端に枢着された水平回動台に取付けられた第2アーム
と、上記第2アームの先端にハンド支台とを有する水平
関節型ロボットにおいて、上記水平回動台に上下1対的
に軸支された各基部水平軸と、上記各基部水平軸にそれ
ぞれ基部が支持され先端部が端部水平支持軸を介してハ
ンド支台を枢支する上下1対で互いに平行リンクを形成
する第2アームと、上記第2アームの基部水平軸を回動
するモータとを具え、上記第2アームに上記ハンド支台
を垂直に保ったまま昇降することを可能としたことを特
徴とする。
【0007】
【作用】このような構成によれば、水平面内に回動可能
の第1アームと、上記第1アームの先端に枢着された水
平回動台に取付けられた第2アームと、上記第2アーム
の先端にハンド支台とを有する水平関節型ロボットにお
いて、上記水平回動台に上下1対的に軸支された各基部
水平軸と、上記各基部水平軸にそれぞれ基部が支持され
先端部が端部水平支持軸を介してハンド支台を枢支する
上下1対で互いに平行リンクを形成する第2アームと、
上記第2アームの基部水平軸を回動するモータとを具
え、上記第2アームに上記ハンド支台を垂直に保ったま
ま昇降することを可能としたので下記の作用が行われ
る。 (1) 第1アームの支軸に重構造となる昇降機構が不要と
なり、アームの製作費が減少する。 (2) 第1アームの支軸の回動摩擦が少なくなり、操作員
が第2アームの先端をもち直接教示することも容易とな
る。 (3) 外形的に第2アームのバランス取りが簡単な引張り
ばね構造で可能となり、バランサが小型化,軽量化す
る。
の第1アームと、上記第1アームの先端に枢着された水
平回動台に取付けられた第2アームと、上記第2アーム
の先端にハンド支台とを有する水平関節型ロボットにお
いて、上記水平回動台に上下1対的に軸支された各基部
水平軸と、上記各基部水平軸にそれぞれ基部が支持され
先端部が端部水平支持軸を介してハンド支台を枢支する
上下1対で互いに平行リンクを形成する第2アームと、
上記第2アームの基部水平軸を回動するモータとを具
え、上記第2アームに上記ハンド支台を垂直に保ったま
ま昇降することを可能としたので下記の作用が行われ
る。 (1) 第1アームの支軸に重構造となる昇降機構が不要と
なり、アームの製作費が減少する。 (2) 第1アームの支軸の回動摩擦が少なくなり、操作員
が第2アームの先端をもち直接教示することも容易とな
る。 (3) 外形的に第2アームのバランス取りが簡単な引張り
ばね構造で可能となり、バランサが小型化,軽量化す
る。
【0008】
【実施例】本発明を水平5関節ロボットに適用した一実
施例を図面について説明すると、まず、図1斜視図及び
図2側面図において、床面に突設された基台1、又は天
井に垂設された基台2(図2)に、回動軸芯I−Iの周
りに矢印Aで示した方向に、サーボモータ3(図2)に
よって水平に回動する第1アーム4を取付け、この先端
に回動軸芯II−IIの周りに矢印Bで示した方向に、サー
ボモータ5(図2)によって水平に回動する水平回動台
6を設け、この側面に上下にスイングする平行4辺形リ
ンクを構成する第2アーム7とリンク部材8を取付け
る。第2アーム7は水平回動台6に取付けられたサーボ
モータ9(図2)の出力軸10に結合されており、サー
ボモータ9によって、回動軸芯III −III の周りに矢印
Cで示すように、上下にスイング駆動される。リンク部
材8は水平回動台6に固設された水平支持軸11によっ
て支えられる。
施例を図面について説明すると、まず、図1斜視図及び
図2側面図において、床面に突設された基台1、又は天
井に垂設された基台2(図2)に、回動軸芯I−Iの周
りに矢印Aで示した方向に、サーボモータ3(図2)に
よって水平に回動する第1アーム4を取付け、この先端
に回動軸芯II−IIの周りに矢印Bで示した方向に、サー
ボモータ5(図2)によって水平に回動する水平回動台
6を設け、この側面に上下にスイングする平行4辺形リ
ンクを構成する第2アーム7とリンク部材8を取付け
る。第2アーム7は水平回動台6に取付けられたサーボ
モータ9(図2)の出力軸10に結合されており、サー
ボモータ9によって、回動軸芯III −III の周りに矢印
Cで示すように、上下にスイング駆動される。リンク部
材8は水平回動台6に固設された水平支持軸11によっ
て支えられる。
【0009】第2アーム7,リンク部材8の先端におい
て、それぞれハンド支台12が水平支持軸13,11を
介して支持されている。ハンド支台12の下部に2軸動
作の手首14が取付けられ、これはハンド支台12の上
部に取付けられたサーボモータ15,16によって駆動
され、手首14の動作は根元側が回動軸芯IV−IV周りに
矢印Dで示したような水平回動を行い、先端側が回動軸
芯V−V周りに矢印Eで示したような垂直面上回動を行
う。
て、それぞれハンド支台12が水平支持軸13,11を
介して支持されている。ハンド支台12の下部に2軸動
作の手首14が取付けられ、これはハンド支台12の上
部に取付けられたサーボモータ15,16によって駆動
され、手首14の動作は根元側が回動軸芯IV−IV周りに
矢印Dで示したような水平回動を行い、先端側が回動軸
芯V−V周りに矢印Eで示したような垂直面上回動を行
う。
【0010】手首14のV−V軸にハンド17が取付け
てあり、フインガ18はハンド17に取付けられた空気
圧アクチュエータ19の動作によって矢印Fで示した方
向に開閉し、物品を掴んだり、放したりする。20はハ
ンド支台12,手首14,ハンド17等の重量による第
2アーム7の負荷トルクをバランスさせ、サーボモータ
9の負荷を軽減すると同時に、ロボットを直接教示する
とき、ハンド17を容易に動かせるようにするためのバ
ランサ用引張りばねである。
てあり、フインガ18はハンド17に取付けられた空気
圧アクチュエータ19の動作によって矢印Fで示した方
向に開閉し、物品を掴んだり、放したりする。20はハ
ンド支台12,手首14,ハンド17等の重量による第
2アーム7の負荷トルクをバランスさせ、サーボモータ
9の負荷を軽減すると同時に、ロボットを直接教示する
とき、ハンド17を容易に動かせるようにするためのバ
ランサ用引張りばねである。
【0011】このような装置において、水平方向に回動
する第1アーム4と、同様に水平方向に回動する第2ア
ーム7とにより水平面の回動が行われ、また、第2アー
ム7とリンク部材8によって形成されている平行リンク
は、回動の可能なハンド支台12の軸方向を維持したま
ま図2に、第2アーム7とリンク部材8の動作の上限と
下限の位置、及びその時のハンド支台12,ハンド17
等の位置,姿勢を鎖線で示すように、垂直面の上下動作
を行い、3次元の動作範囲を持つことができる。したが
って、ハンド支台12に取付けられた手首14とこれに
取付けられたハンド17は、平行4辺形リンクにより上
下方向を保ち、水平方向は手首14を回動して角度位置
を補正することにより所要の位置と姿勢を得ることがで
きる。また、手首14の水平回動は、水平に回動する第
1アーム4,第2アーム7による姿勢変化をそれぞれ補
正するとともに、垂直面上の回動動作と併せすべての方
向を指向することができる。
する第1アーム4と、同様に水平方向に回動する第2ア
ーム7とにより水平面の回動が行われ、また、第2アー
ム7とリンク部材8によって形成されている平行リンク
は、回動の可能なハンド支台12の軸方向を維持したま
ま図2に、第2アーム7とリンク部材8の動作の上限と
下限の位置、及びその時のハンド支台12,ハンド17
等の位置,姿勢を鎖線で示すように、垂直面の上下動作
を行い、3次元の動作範囲を持つことができる。したが
って、ハンド支台12に取付けられた手首14とこれに
取付けられたハンド17は、平行4辺形リンクにより上
下方向を保ち、水平方向は手首14を回動して角度位置
を補正することにより所要の位置と姿勢を得ることがで
きる。また、手首14の水平回動は、水平に回動する第
1アーム4,第2アーム7による姿勢変化をそれぞれ補
正するとともに、垂直面上の回動動作と併せすべての方
向を指向することができる。
【0012】ここで、図3平面図は第1アーム4の回動
範囲を180度とした場合の、第2アーム7が水平の状
態における、手首14の回動中心軸の平面動作範囲を、
破線ハッチングによって示したものである。
範囲を180度とした場合の、第2アーム7が水平の状
態における、手首14の回動中心軸の平面動作範囲を、
破線ハッチングによって示したものである。
【0013】このような、実施例の装置によれば、水平
面内に回動可能の第1アームと、上記第1アームの先端
に枢着された水平回動台に取付けられた第2アームと、
上記第2アームの先端にハンド支台とを有する水平関節
型ロボットにおいて、上記水平回動台に上下1対的に軸
支された各基部水平軸と、上記各基部水平軸にそれぞれ
基部が支持され先端部が端部水平支持軸を介してハンド
支台を枢支する上下1対で互いに平行リンクを形成する
第2アームと、上記第2アームの基部水平軸を回動する
モータとを具え、上記第2アームに上記ハンド支台を垂
直に保ったまま昇降することを可能としたので下記効果
が奏せられる。 (1) 第1アームの支軸に重構造となる昇降機構が不要と
なり、アームの製作費が減少し、したがって経済性が向
上する。 (2) 第1アームの支軸の回動摩擦が少なくなり、操作員
が第2アームの先端をもち直接教示することも容易とな
り、したがって操作性が向上する。 (3) 外形的に第2アームのバランス取りが簡単な引張り
ばね構造で可能となり、バランサが小型化,軽量化し、
したがって配設性が向上する。
面内に回動可能の第1アームと、上記第1アームの先端
に枢着された水平回動台に取付けられた第2アームと、
上記第2アームの先端にハンド支台とを有する水平関節
型ロボットにおいて、上記水平回動台に上下1対的に軸
支された各基部水平軸と、上記各基部水平軸にそれぞれ
基部が支持され先端部が端部水平支持軸を介してハンド
支台を枢支する上下1対で互いに平行リンクを形成する
第2アームと、上記第2アームの基部水平軸を回動する
モータとを具え、上記第2アームに上記ハンド支台を垂
直に保ったまま昇降することを可能としたので下記効果
が奏せられる。 (1) 第1アームの支軸に重構造となる昇降機構が不要と
なり、アームの製作費が減少し、したがって経済性が向
上する。 (2) 第1アームの支軸の回動摩擦が少なくなり、操作員
が第2アームの先端をもち直接教示することも容易とな
り、したがって操作性が向上する。 (3) 外形的に第2アームのバランス取りが簡単な引張り
ばね構造で可能となり、バランサが小型化,軽量化し、
したがって配設性が向上する。
【0014】
【発明の効果】要するに本発明によれば、水平面内に回
動可能の第1アームと、上記第1アームの先端に枢着さ
れた水平回動台に取付けられた第2アームと、上記第2
アームの先端にハンド支台とを有する水平関節型ロボッ
トにおいて、上記水平回動台に上下1対的に軸支された
各基部水平軸と、上記各基部水平軸にそれぞれ基部が支
持され先端部が端部水平支持軸を介してハンド支台を枢
支する上下1対で互いに平行リンクを形成する第2アー
ムと、上記第2アームの基部水平軸を回動するモータと
を具え、上記第2アームに上記ハンド支台を垂直に保っ
たまま昇降することを可能としたことにより、第1アー
ムを支持する支軸等の構造が軽量化でき、かつその回動
摩擦が少なく操作員による直接教示も可能で、また小型
化が可能な、したがって経済性,操作性および配設性に
優れた水平多関節型ロボットのアームを得るから、本発
明は産業上極めて有益なものである。
動可能の第1アームと、上記第1アームの先端に枢着さ
れた水平回動台に取付けられた第2アームと、上記第2
アームの先端にハンド支台とを有する水平関節型ロボッ
トにおいて、上記水平回動台に上下1対的に軸支された
各基部水平軸と、上記各基部水平軸にそれぞれ基部が支
持され先端部が端部水平支持軸を介してハンド支台を枢
支する上下1対で互いに平行リンクを形成する第2アー
ムと、上記第2アームの基部水平軸を回動するモータと
を具え、上記第2アームに上記ハンド支台を垂直に保っ
たまま昇降することを可能としたことにより、第1アー
ムを支持する支軸等の構造が軽量化でき、かつその回動
摩擦が少なく操作員による直接教示も可能で、また小型
化が可能な、したがって経済性,操作性および配設性に
優れた水平多関節型ロボットのアームを得るから、本発
明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】本発明の一実施例を示す全体斜視図である。
【図2】図1の側面図である。
【図3】図1の手首14の回動中心軸の平面動作範囲を
示す平面図である。
示す平面図である。
【図4】公知の水平多関節型ロボットを示し、(A) ,
(B) はそれぞれ側面図,部分拡大縦断面図である。
(B) はそれぞれ側面図,部分拡大縦断面図である。
1 基台 2 基台 3 サーボモータ 4 第1アーム 5 サーボモータ 6 水平回動台 7 第2アーム 8 リンク部材 9 サーボモータ 10 出力軸 11 水平支持軸 12 ハンド支台 13 水平支持軸 14 手首 15 サーボモータ 16 サーボモータ 17 ハンド 18 フインガ 19 空気圧アクチュエータ 20 引張りばね A 矢印 B 矢印 C 矢印 D 矢印 E 矢印 F 矢印
Claims (1)
- 【請求項1】 水平面内に回動可能の第1アームと、上
記第1アームの先端に枢着された水平回動台に取付けら
れた第2アームと、上記第2アームの先端にハンド支台
とを有する水平関節型ロボットにおいて、上記水平回動
台に上下1対的に軸支された各基部水平軸と、上記各基
部水平軸にそれぞれ基部が支持され先端部が端部水平支
持軸を介してハンド支台を枢支する上下1対で互いに平
行リンクを形成する第2アームと、上記第2アームの基
部水平軸を回動するモータとを具え、上記第2アームに
上記ハンド支台を垂直に保ったまま昇降することを可能
としたことを特徴とする水平多関節型ロボットのアー
ム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8007193A JPH06262556A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 水平多関節型ロボットのアーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8007193A JPH06262556A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 水平多関節型ロボットのアーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06262556A true JPH06262556A (ja) | 1994-09-20 |
Family
ID=13707995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8007193A Pending JPH06262556A (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 水平多関節型ロボットのアーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06262556A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000042951A (ja) * | 1998-07-30 | 2000-02-15 | Shinko Electric Co Ltd | 無人搬送車 |
| JP2010115776A (ja) * | 2008-10-17 | 2010-05-27 | Staeubli Faverges | 多軸ロボット用の関節構造体およびこのような関節構造体を備えたロボット |
| JP2021506612A (ja) * | 2018-01-15 | 2021-02-22 | コグニボティクス アクチエボラグCognibotics AB | 産業用ロボットアーム |
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1993
- 1993-03-15 JP JP8007193A patent/JPH06262556A/ja active Pending
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