JPH0663290U - 多関節ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 多関節ロボットにおいて、各アームの回動軸
まわりの慣性モーメントを小さくすることにより、アー
ムのリーチが大きくしかも高速作動を可能にする。 【構成】 機台１０上に軸支され横旋回する旋回アーム
１１と、旋回アームの先端部に設けられた基軸１２と、
基軸上に軸支され縦回動する第１アーム１３と、第１ア
ームの先端部に軸支され縦回動する第２アーム１４と、
第２アームの先端部に装着された手首装置２０からなる
多関節ロボットにおいて、機台１０から横方向に延出さ
れたレバー１５と、基軸１２から横方向に延出されたレ
バー１６との各先端部を連結リンク１７により平行４辺
形リンクを形成して回動可能に連結していること、及び
機台１０側のレバー１５を回動駆動可能に設けているこ
と。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は多関節形の産業用ロボットにおいて、ロボットアームのリーチが大き くしかも高速作動に適したアーム構造の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】

多関節ロボットの作業範囲を拡大するためには、例えば図５に示すように第１ アーム１３及び第２アーム１４の長さを長くして、ロボットアームのリーチを大 きくしているものがあった。 また、図６に示すように第１アーム１３の基端部を支持する回転可能な縦軸の 基軸１２が、機台１０上の縦軸１まわりに旋回可能な旋回アーム１１の先端部に 設けられており、この旋回アーム１１を旋回させることによってリーチを拡大さ せているものがあった。 一方、多関節ロボットもその作動の高速化が要求されるようになり、アームを 駆動するアクチュエータも強力なものが使用されるようになった。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、ロボットのリーチを大きくするために図５のようにアームの長 さを長くすることは、各アームの回動軸まわりの慣性モーメントを増大させるこ とであり、各アームを回動させるために大きな駆動力を必要とした。従ってこれ に使用されるアクチュエータも強力なものを要し、大型で重量もかさむことにな った。そしてこれはまた、アーム作動の高速化を阻害する結果となった。 また、図６のものは旋回アーム１１によって第１アーム１３の回動支点が移動 可能なためその分リーチを大きくし得るが、旋回アーム１１の先端部に第１アー ム１３の支点となる縦軸の基軸１２とアクチュエータ２４とを設けているので、 旋回アーム１１の慣性モーメントが増大してその作動に大きな駆動力を必要とし 、結果としてロボットのアーム作動の高速化ができないという欠点があった。 本考案はこれら従来技術の欠点を解消したもので、ロボットアームの回動軸ま わりの慣性モーメントを小さくすることにより、アームのリーチが大きくしかも 高速動作が可能である多関節ロボットを提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

本考案を実施例に対応する図１及び図２を用いて説明すると、機台１０と、機 台１０上の縦軸１まわりに旋回可能な旋回アーム１１と、旋回アーム１１の先端 部に設けられた縦軸４まわりに回転可能な基軸１２と、基軸１２上に設けられた 横軸２まわりに回動可能な第１アーム１３と、第１アーム１３の先端部に設けら れた横軸３まわりに回動可能な第２アーム１４と、第２アーム１４の先端部に設 けられた手首装置２０からなる多関節ロボットにおいて、機台１０から横方向に 延出されたレバー１５と、基軸１２から横方向に延出されたレバー１６との各先 端部を連結リンク１７により平行４辺形リンクを形成して回動可能に連結してい ること、及び機台１０側のレバー１５をアクチュエータにより回動駆動可能に設 けていることを特徴としている。

【０００５】

【作用】

旋回アーム１１の先端部の基軸１２から横方向に延出されているレバー１６は 、平行４辺形リンク機構によって常時機台１０から横方向に延出されているレバ ー１５と同一位相角度となる。従って機台１０側のレバー１５を固定した場合に は、旋回アーム１１が旋回しても基軸１２及び第１アーム１３は当初位置と平行 に保たれる。また、機台１０側のレバー１５をアクチュエータによって回動駆動 することにより、基軸１２及び第１アーム１３は任意角度回動させられる。この 場合、旋回アーム１１は、基軸１２を支承しているだけでよく、その回転の反力 を受け止める必要がないから、その分構造を軽量にすることができる。また、基 軸１２を回転させるアクチュエータを旋回アーム１１の先端部に設けていないの で、旋回アーム１１の慣性モーメントは小さく押えられる。

【０００６】

【実施例】

本考案の実施例について図面を参照して説明する。図１及び図２は第１実施例 を示し、機台１０上に基端部が旋回可能に設けられた旋回アーム１１は、アクチ ュエータ２１により縦軸１まわりに旋回させられるようになっている。旋回アー ム１１の先端部には軸受２２を介して縦軸４まわりに回転可能な基軸１２が設け られており、その旋回アーム１１の下面から垂下した部分からは横方向にレバー １６が延出されている。このレバー１６の先端部に一端がピン接合された連結棒 １７は、その他端で機台１０から横方向に延出されたレバー１５の先端部とピン 接合されている。連結棒１７の接合ピン間の長さは旋回アーム１１の旋回中心軸 １と先端部の基軸１２の回転中心軸４との距離に等しく、また、レバー１６の先 端部の接合ピンと基軸１２の回転中心軸４間の長さ、及びレバー１５の先端部の 接合ピンと旋回アーム１１の回転中心軸１間の長さとは等しくされている。つま り旋回アーム１１，レバー１６，連結棒１７，レバー１５によって平行４辺形リ ンクを形成している。

【０００７】 基軸１２の旋回アーム１１上面から突出した部分には第１アーム１３の基端部 が取り付けられ、横軸２まわりに回動可能とされている。第１アーム１３の先端 部には第２アーム１４の基端部が取り付けられ、横軸３まわりに回動可能とされ ている。さらに第２アーム１４の先端部には手首装置２０が装着されている。こ れら第１アーム１３，第２アーム１４及び手首装置２０はそれぞれ図示しないア クチュエータによって駆動させられるようになっている。

【０００８】 この実施例の多関節ロボットにおいては、旋回アーム１１が縦軸１まわりに旋 回すると旋回アームの先端部にある基軸１２は、旋回アーム１１の長さを半径と する円弧上を移動する。それに伴い基軸１２に設けられた第１アーム１３の回動 支点もこの円弧上を移動するが、基軸１２から横方向に延出されたレバー１６は 平行４辺形リンクの連結棒１７によって、機台１０から横方向に延出されたレバ ー１５とピン連結されているため基軸１２の位相角度は不変であり、第１アーム １３及び第２アーム１４は当初の位置のアーム回動平面と平行な垂直平面内での み回動可能である。従ってロボットの手首装置２０の動作範囲の平面図は図２に 示す斜線を施した領域となる。これは長方形の作業域に対して無駄な動作範囲を 少なく構成し得る。

【０００９】 図３及び図４は第２実施例を示しており、旋回アーム１１の先端部の基軸１２ を回転させるための平行４辺形リンクのうち、レバー１５ａをアクチュエータ１ ８により機台１０に対して、矢印のように回動させ得るようにしたものである。 この第２実施例では、旋回アーム１１が旋回することによって基軸１２が旋回 アーム１１の長さを半径とする円弧上を移動するのに加えて、基軸１２を所要角 度だけ回転させられるので、第１アーム１３及び第２アーム１４の回動平面は当 初の位置に関係なく任意の垂直平面内で回動可能である。この場合のロボットの 手首装置２０の動作範囲の平面図は、図４において斜線を施したほぼ扇形の領域 となる。 以上の実施例では床置き型の場合について説明したが、本考案は吊下げ型ある いは壁面取付け型としても適用可能である。

【００１０】

【考案の効果】

本考案は、機台上の縦軸まわりに旋回可能な旋回アームの先端部にロボットア ームの回動支点となる基軸を設け、平行４辺形リンクにより機台側から回動させ ているので、旋回アームが基軸の回動の反力を負担せず、またアクチュエータを 取付けていないため従来構造と比較して軽量化され、慣性モーメントが減小して ロボットアームのリーチが大きくしかも高速作動が容易に実現できるようになっ た。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の第１実施例を示す一部断面側面図であ
る。

【図２】図１の実施例の平面図である。

【図３】本考案の第２実施例を示す一部断面側面図であ
る。

【図４】図３の実施例の平面図である。

【図５】従来技術の１を示す側面図である。

【図６】従来技術の２を示す側面図である。

【符号の説明】

１ 縦軸 ２ 横軸 ３ 横軸 ４ 縦軸 １０ 機台 １１ 旋回アーム １２ 基軸 １３ 第１アーム １４ 第２アーム １５，１５ａ レバー １６ レバー １７ 連結リンク ２０ 手首装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 機台（１０）と、機台（１０）上の縦軸
   （１）まわりに旋回可能な旋回アーム（１１）と、旋回
   アーム（１１）の先端部に設けられた縦軸（４）まわり
   に回転可能な基軸（１２）と、基軸（１２）上に設けら
   れた横軸（２）まわりに回動可能な第１アーム（１３）
   と、第１アーム（１３）の先端部に設けられた横軸
   （３）まわりに回動可能な第２アーム（１４）と、第２
   アーム（１４）の先端部に装着された手首装置（２０）
   からなる多関節ロボットにおいて、機台（１０）から横
   方向に延出されたレバー（１５）と、前記基軸（１２）
   から横方向に延出されたレバー（１６）との各先端部が
   連結リンク（１７）により平行４辺形リンクを形成して
   回動可能に連結されていることを特徴とする多関節ロボ
   ット。
2. 【請求項２】 前記レバー（１５）が前記機台（１０）
   に対して回動駆動可能に設けられていることを特徴とす
   る請求項１記載の多関節ロボット。