JPH06335890A

JPH06335890A - 産業用ロボット装置

Info

Publication number: JPH06335890A
Application number: JP5126636A
Authority: JP
Inventors: Kenji Inoue; 健二井上
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 1993-05-28
Filing date: 1993-05-28
Publication date: 1994-12-06
Anticipated expiration: 2013-07-02
Also published as: JP2770704B2

Abstract

(57)【要約】【目的】所要の重力補償トルクが容易に得られて関節
機構を小型化できる産業用ロボット装置を得る。【構成】リンク(2)(3)の一端をそれぞれ水平軸線を介
して基台(1)に枢着し、リンク(2)(3)の他端に作動体(4)
を枢着して基台(1)、リンク(2)(3)及び作動体(4)によっ
て平行運動機構を構成する。また重力補償用ばね(6)の
両端を基台(1)及び作動体(4)に連結する。これによっ
て、リンク(2)(3)が回動して水平近くになっても作動体
(4)と重力補償用ばね(6)が相互に接触しないので、長い
重力補償用ばね(6)を容易に装着でき重力補償トルクを
容易に適正に設計することができる。【効果】関節機構の小型化が可能になって製作費を低
減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、水平軸線によって枢
持されたリンクの回動端に作動体が枢着された産業用ロ
ボット装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３及び図４は、例えば実開平４−９８
５９０号公報に示されたものに類似した従来の産業用ロ
ボット装置を示す図で、図３は産業用ロボット装置の側
面図、図４は図３の左側面図である。図において、(1)
は基台、(2)は基台(1)に水平軸線を介して一端が枢着さ
れた主リンク、(3)は基台(1)に水平軸線を介して一端が
枢着され主リンク(2)と互いに離れて平行に設けられた
副リンク、(4)は主リンク(2)及び副リンク(3)の回動端
に水平軸線を介して枢着されて基台(1)、主リンク(2)及
び副リンク(3)により平行運動機構を構成し主リンク(2)
及び副リンク(3)の回動により一定姿勢を保って変移す
る作動体で、把手等の作業手段が装着されている。

【０００３】(5)は基台(1)に設けられて主リンク(2)を
駆動する関節機構、(6)は一端が基台(1)に、他端が主リ
ンク(2)の作動体(4)寄りにそれぞれ連結された重力補償
用ばねである。

【０００４】従来の産業用ロボット装置は上記のように
構成され、基台(1)、主リンク(2)、副リンク(3)及び作
動体(4)により平行４辺形を形成した平行運動機構が構
成されている。そして、関節機構(5)が付勢されると主
リンク(2)が基台(1)に対し鉛直線に沿って回動動作す
る。これにより作動体(4)は円弧上を一定姿勢を保って
変移する。また、主リンク(2)等が水平姿勢に近づくに
従って作動体(4)他に作用する重力によって関節機構(5)
の負荷が増大するが、この負荷増大が重力補償用ばね
(6)によって補償される。

【０００５】すなわち、重力補償用ばね(6)の復元力が
主リンク(2)を直立位置方向へ引っ張ることにより関節
機構(5)の重力負荷を軽減する作用が得られる。また、
重力補償用ばね(6)は主リンク(2)等が回動して水平姿勢
に近づくに従って伸長して復元力が増大する。このよう
に重力補償用ばね(6)は重力負荷の増大に伴い補償する
トルクも大きくなるという特性を備えている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記のような従来の産
業用ロボット装置において、関節機構(5)の小型化には
重力補償用ばね(6)の設計が重要事項であり、そのため
には主リンク(2)における重力補償用ばね(6)の取付位置
を関節機構(5)の回転中心から離したほうが効果的であ
る。また、重力補償用ばね(6)の設計という観点からも
重力補償用ばね(6)の取付位置を関節機構(5)の回転中心
から離して長い重力補償用ばね(6)を設けたほうが有利
である。

【０００７】しかし、上記のような従来の産業用ロボッ
ト装置において、主リンク(2)が短い場合や、作動体(4)
の下部の張出寸法が大きい場合は、重力補償用ばね(6)
を短くしないと装着不能となるため、実際は短い重力補
償用ばね(6)が設けられて重力補償トルクが小さくなり
大容量の関節機構(5)が必要になって関節機構(5)の小型
化ができないという問題点があった。

【０００８】また、重力補償用ばね(6)の復元力に対し
て補償されるトルクの割合が低下するため、複数の重力
補償用ばねを並列に装着して復元力を大きくすることが
可能である。しかし、この場合にはその復元力に応じて
関節機構(5)の軸受に作用するラジアル荷重が増大する
ことになる。

【０００９】この発明は、かかる問題点を解消するため
になされたものであり、所要の重力補償トルクが容易に
得られて関節機構を小型化できる産業用ロボット装置を
得ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の請求項１記載
の発明に係る産業用ロボット装置においては、基台にそ
れぞれ水平軸線を介して一端が枢着され互いに離れて平
行に設けられたリンクと、これらのリンクの他端がそれ
ぞれ水平軸線を介して枢着されて基台及びリンクとによ
り平行運動機構を構成しリンクの回動により一定姿勢を
保って変移する作動体と、両端がそれぞれ基台及び作動
体に連結された重力補償用ばねとが設けられる。

【００１１】また、この発明の請求項２記載の発明に係
る産業用ロボット装置においては、基台にそれぞれ水平
軸線を介して一端が枢着され互いに離れて平行に設けら
れたリンクと、これらのリンクの他端がそれぞれ水平軸
線を介して枢着されて基台及びリンクとにより平行運動
機構を構成しリンクの回動により一定姿勢を保って変移
する作動体と、両端がそれぞれ基台及び作動体に連結さ
れた重力補償用の油圧シリンダとが設けられる。

【００１２】

【作用】上記のように構成されたこの発明の請求項１記
載の発明では、リンクが直立位置から回動して水平姿勢
に近づいても、作動体と重力補償用ばねが相互に接触し
ない。

【００１３】また、上記のように構成されたこの発明の
請求項２記載の発明では、リンクが直立位置から回動し
て水平姿勢に近づいても、作動体と重力補償用の油圧シ
リンダが相互に接触しない。

【００１４】

【実施例】

実施例１．図１及び図２は、この発明の一実施例を示す
図で、図１は産業用ロボット装置の側面図、図２は図１
の左側面図である。図において、(1)は基台、(2)は基台
(1)に水平軸線を介して一端が枢着された主リンク、(3)
は基台(1)に水平軸線を介して一端が枢着され主リンク
(2)と互いに離れて平行に設けられた副リンク、(4)は主
リンク(2)及び副リンク(3)の回動端に水平軸線を介して
枢着されて基台(1)、主リンク(2)及び副リンク(3)によ
り平行運動機構を構成し主リンク(2)及び副リンク(3)の
回動により一定姿勢を保って変移する作動体で、把手等
の作業手段が装着されている。

【００１５】(5)は基台(1)に設けられて主リンク(2)を
駆動する関節機構、(6)は一端が基台(1)に、他端が作動
体(4)にそれぞれ連結された重力補償用ばねである。

【００１６】上記のように構成された産業用ロボット装
置においては、基台(1)、主リンク(2)、副リンク(3)及
び作動体(4)により平行４辺形を形成した平行運動機構
が構成されている。そして、関節機構(5)が付勢される
と主リンク(2)が基台(1)に対し鉛直線に沿って回動動作
する。これにより作動体(4)は円弧上を一定姿勢を保っ
て変移する。また、主リンク(2)等が水平姿勢に近づく
に従って作動体(4)他に作用する重力によって関節機構
(5)の負荷が増大する。この負荷増大が重力補償用ばね
(6)によって補償される。

【００１７】すなわち、重力補償用ばね(6)の復元力が
作動体(4)を主リンク(2)が直立する方向へ引っ張ること
により関節機構(5)の重力負荷を軽減する作用が得られ
る。また、重力補償用ばね(6)は主リンク(2)等が回動し
て水平姿勢に近づくに従って伸長して復元力が増大す
る。このように重力補償用ばね(6)は重力負荷の増大に
伴い補償するトルクも大きくなるという特性を備えてい
る。

【００１８】そして、重力補償用ばね(6)の一端が基台
(1)に、他端が作動体(4)にそれぞれ連結されている。こ
のため、主リンク(2)が直立位置から回動して水平姿勢
に近づいた場合にも、作動体(4)と重力補償用ばね(6)が
相互に接触しないので重力補償用ばね(6)の両端の相互
間距離を長く設定することができる。

【００１９】したがって、主リンク(2)が短い場合や、
作動体(4)の下部の張出寸法が大きい場合であっても、
長い重力補償用ばね(6)の装着が可能になる。これによ
り、重力補償トルクを容易に適正に設計することがで
き、関節機構(5)の小型化が可能になって製作費を低減
することができる。

【００２０】実施例２．この発明の他の実施例として、
図１及び図２における重力補償用ばね(5)を、両端がそ
れぞれ基台(1)及び作動体(4)に連結された重力補償用の
油圧シリンダとすることが容易に可能である。このよう
にしても、主リンク(2)等が直立位置から回動して水平
姿勢に近づいても、作動体(4)と重力補償用の油圧シリ
ンダが相互に接触しない。したがって、詳細な説明を省
略するが実施例２においても図１及び図２の実施例と同
様な作用が得られることは明白である。

【００２１】

【発明の効果】この発明の請求項１記載の発明は以上説
明したように、基台にそれぞれ水平軸線を介して一端が
枢着され互いに離れて平行に設けられたリンクと、これ
らのリンクの他端がそれぞれ水平軸線を介して枢着され
て基台及びリンクとによって平行運動機構を構成してリ
ンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体と、
両端がそれぞれ基台及び作動体に連結された重力補償用
ばねとを設けたものである。

【００２２】これによって、リンクが直立位置から回動
して水平姿勢に近づいた場合にも、作動体と重力補償用
ばねが相互に接触しない。したがって、リンクが短い場
合や、作動体の下部の張出寸法が大きい場合であって
も、長い重力補償用ばねの装着が可能になる。これによ
り、重力補償トルクを容易に適正に設計することがで
き、関節機構の小型化が可能になって製作費を低減する
効果がある。

【００２３】また、この発明の請求項２記載の発明は以
上説明したように、基台にそれぞれ水平軸線を介して一
端が枢着され互いに離れて平行に設けられたリンクと、
これらのリンクの他端がそれぞれ水平軸線を介して枢着
されて基台及びリンクとにより平行運動機構を構成しリ
ンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体と、
両端がそれぞれ基台及び作動体に連結された重力補償用
の油圧シリンダとが設けられる。

【００２４】これによって、リンクが直立位置から回動
して水平姿勢に近づいた場合にも、作動体と重力補償用
の油圧シリンダが相互に接触しない。したがって、リン
クが短い場合や、作動体の下部の張出寸法が大きい場合
であっても、長い重力補償用の油圧シリンダの装着が可
能になる。これにより、重力補償トルクを容易に適正に
設計することができ、関節機構の小型化が可能になって
製作費を低減する効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例１を示す産業用ロボット装置
の側面図。

【図２】図１の左側面図。

【図３】従来の産業用ロボット装置を示す側面図。

【図４】図３の左側面図。

【符号の説明】

１基台２主リンク３副リンク４作動体６重力補償用ばね

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基台にそれぞれ水平軸線を介して一端が
枢着され互いに離れて平行に設けられたリンクと、これ
らのリンクの他端がそれぞれ水平軸線を介して枢着され
て上記基台及びリンクとにより平行運動機構を構成し上
記リンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体
と、両端がそれぞれ上記基台及び作動体に連結された重
力補償用ばねとを備えた産業用ロボット装置。
【請求項２】基台にそれぞれ水平軸線を介して一端が
枢着され互いに離れて平行に設けられたリンクと、これ
らのリンクの他端がそれぞれ水平軸線を介して枢着され
て上記基台及びリンクとにより平行運動機構を構成し上
記リンクの回動により一定姿勢を保って変移する作動体
と、両端がそれぞれ上記基台及び作動体に連結された重
力補償用の油圧シリンダとを備えた産業用ロボット装
置。