JPH0729272B2 - ロボット用手首機構 - Google Patents
ロボット用手首機構Info
- Publication number
- JPH0729272B2 JPH0729272B2 JP62144993A JP14499387A JPH0729272B2 JP H0729272 B2 JPH0729272 B2 JP H0729272B2 JP 62144993 A JP62144993 A JP 62144993A JP 14499387 A JP14499387 A JP 14499387A JP H0729272 B2 JPH0729272 B2 JP H0729272B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wrist
- robot
- gear
- arm
- housing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0258—Two-dimensional joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Program-controlled manipulators
- B25J9/10—Program-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〈工業上の利用分野〉 本発明は工業用ロボツトに関するものであり、特にロボ
ツト用の手首機構に関するものである。
ツト用の手首機構に関するものである。
手首機構はロボツトアームに取付けられたリストハウジ
ングと、ハウジング内に支持され、かつロボツトアーム
の長手軸線に対して垂直な回転軸線を有するリスト部
（通常チルト部という）と、例えば円板状であり、チル
ト部に回動可能に支持されたツールアタツチメントとを
有している。
ングと、ハウジング内に支持され、かつロボツトアーム
の長手軸線に対して垂直な回転軸線を有するリスト部
（通常チルト部という）と、例えば円板状であり、チル
ト部に回動可能に支持されたツールアタツチメントとを
有している。
〈従来の技術〉 上述のような手首機構は欧州特許第0054763号に記載さ
れている。上記欧州特許に記載された手首機構は、特に
チルト部及びツールアタツチメントを駆動するように円
錐歯車を有する２つの中間歯車を備えている。これらの
歯車のうち被駆動歯車はそれぞれ２つの部分を有する中
間軸に配置されており、この軸部のうちの１つのベアリ
ングが他の軸部に支持されている。この構成において
は、２つの軸部の回転軸線は互いに正確に位置決めされ
なければならず、製造上の観点から問題を有しており、
手首機構のコストを増大させている。
れている。上記欧州特許に記載された手首機構は、特に
チルト部及びツールアタツチメントを駆動するように円
錐歯車を有する２つの中間歯車を備えている。これらの
歯車のうち被駆動歯車はそれぞれ２つの部分を有する中
間軸に配置されており、この軸部のうちの１つのベアリ
ングが他の軸部に支持されている。この構成において
は、２つの軸部の回転軸線は互いに正確に位置決めされ
なければならず、製造上の観点から問題を有しており、
手首機構のコストを増大させている。
〈問題点を解決するための手段〉 本発明の目的は、合理的な製造が可能な上記種類の手首
機構を提供することであり、ロボツトのくり返し精度を
保持し、下降精度を従来のものに比べあまり厳しく必要
としない手首機構を提供することである。
機構を提供することであり、ロボツトのくり返し精度を
保持し、下降精度を従来のものに比べあまり厳しく必要
としない手首機構を提供することである。
本発明によると、リストハーフの製造が完全に独立して
おり、比較的その許容誤差を大きくできる。手首機構を
組立てる前のリストハーフのそれぞれにおいて、歯車装
置のテスト及びバツクラツシユの調整と同様にモーター
と歯車装置の取付けが達成できる。この種のギアの事後
的な調整は通常極めてめんどうなものであるので、本発
明のこの特徴は非常に有益である。従来の設計ではこの
種の調整に非常にコストがかかり、例えば自動車の溶接
ラインにおいてその欠点が顕著であつた。
おり、比較的その許容誤差を大きくできる。手首機構を
組立てる前のリストハーフのそれぞれにおいて、歯車装
置のテスト及びバツクラツシユの調整と同様にモーター
と歯車装置の取付けが達成できる。この種のギアの事後
的な調整は通常極めてめんどうなものであるので、本発
明のこの特徴は非常に有益である。従来の設計ではこの
種の調整に非常にコストがかかり、例えば自動車の溶接
ラインにおいてその欠点が顕著であつた。
上述の従来のロボツト用手首機構に対し、本発明におい
ては、リストハーフの１つの中間軸の中心線を他のリス
トハーフの中間軸の中心線と合わせる必要がなく、この
特徴により、製造上の利点が顕著である。
ては、リストハーフの１つの中間軸の中心線を他のリス
トハーフの中間軸の中心線と合わせる必要がなく、この
特徴により、製造上の利点が顕著である。
以下、図面を参照して本発明を詳述する。
第１図に示すロボツトは、基盤２に対して垂直軸線Ａの
回りをモーターM1により回動可能なスタンド１を有して
いる。第１のロボツトアーム３、すなわち主アームは軸
線Ｂの回りでスタンド１に回動可能に支持されている。
第１のアーム３の上端部には、第２のアーム４、すなわ
ち二次アームが軸線Ｃの回りに回動可能に枢着されてい
る。アーム４の回転は平行支持部材11と連動しており、
平行支持部材11の下端はモーターで駆動されるクランク
12に関節止めされており、その上端はアーム４の後部に
関節止めされている。アーム３及び４を回転させる歯車
装置を有したモーターはスタンド１内に組込まれてい
る。
回りをモーターM1により回動可能なスタンド１を有して
いる。第１のロボツトアーム３、すなわち主アームは軸
線Ｂの回りでスタンド１に回動可能に支持されている。
第１のアーム３の上端部には、第２のアーム４、すなわ
ち二次アームが軸線Ｃの回りに回動可能に枢着されてい
る。アーム４の回転は平行支持部材11と連動しており、
平行支持部材11の下端はモーターで駆動されるクランク
12に関節止めされており、その上端はアーム４の後部に
関節止めされている。アーム３及び４を回転させる歯車
装置を有したモーターはスタンド１内に組込まれてい
る。
第２図はロボツトの二次アーム４の平面図である。二次
アームは軸線Ｃの回りに回転可能な後部41と、その後部
41に枢着され、かつアーム４の長手軸線Ｄの回りに回転
可能な管状前部42とから構成されている。アームの前部
42の先端部はリスト（手首）を構成しており、手首は２
つの手首部材50,60から構成され、その間にリスト部５
すなわちチルト部が軸線Ｅの回りに回動可能で、かつ回
転盤６の形をとつたツール取付部を有して枢着されてい
る。回転盤６はチルト部５の長手軸線Ｆの回りを回転可
能である。
アームは軸線Ｃの回りに回転可能な後部41と、その後部
41に枢着され、かつアーム４の長手軸線Ｄの回りに回転
可能な管状前部42とから構成されている。アームの前部
42の先端部はリスト（手首）を構成しており、手首は２
つの手首部材50,60から構成され、その間にリスト部５
すなわちチルト部が軸線Ｅの回りに回動可能で、かつ回
転盤６の形をとつたツール取付部を有して枢着されてい
る。回転盤６はチルト部５の長手軸線Ｆの回りを回転可
能である。
第３図はアームの前部42、チルト部５及び回転盤６の駆
動構成を示している。アームの前部42は４つの円筒状歯
車43,44,45及び46を有した歯車装置を介してモーターM4
により駆動される。歯車46はアーム部42に固定的に設け
られている。
動構成を示している。アームの前部42は４つの円筒状歯
車43,44,45及び46を有した歯車装置を介してモーターM4
により駆動される。歯車46はアーム部42に固定的に設け
られている。
チルト部５は円錐状ピニオン51を介してモーターM5によ
り駆動される。ピニオン51はモーター軸に固定されてお
り、かつアームの前部42の回転軸線Ｄに対して垂直な軸
線Ｇの回りでリストハウジングに回転可能に支持された
円錐歯車52と係合している。歯車52は円錐ピニオン53に
固定されており、ピニオン53は中間歯車54を介してチル
トハウジングに固定されたギヤーリム55を駆動する。
り駆動される。ピニオン51はモーター軸に固定されてお
り、かつアームの前部42の回転軸線Ｄに対して垂直な軸
線Ｇの回りでリストハウジングに回転可能に支持された
円錐歯車52と係合している。歯車52は円錐ピニオン53に
固定されており、ピニオン53は中間歯車54を介してチル
トハウジングに固定されたギヤーリム55を駆動する。
チルト部材の駆動装置と同様に円板６の駆動装置はモー
ターM6を有しており、モーターの軸にはピニオン61が取
付けられており、円錐歯車62と係合している。歯車62は
リストハウジング内に回動可能に支持されており、リス
ト部42の回転軸線Ｄに対して垂直な軸線Ｈの回りを回動
する。歯車62は円錐ピニオン63と一体に形成されてお
り、中間歯車64を介して円筒歯車65を駆動する。歯車65
チルト部５の回転軸線Ｅの回りに回転可能に支持されて
いる。歯車65は円錐ピニオン66と一体形成されており、
円錐ピニオン66は回転円盤６に固定された円錐歯車67と
係合している。
ターM6を有しており、モーターの軸にはピニオン61が取
付けられており、円錐歯車62と係合している。歯車62は
リストハウジング内に回動可能に支持されており、リス
ト部42の回転軸線Ｄに対して垂直な軸線Ｈの回りを回動
する。歯車62は円錐ピニオン63と一体に形成されてお
り、中間歯車64を介して円筒歯車65を駆動する。歯車65
チルト部５の回転軸線Ｅの回りに回転可能に支持されて
いる。歯車65は円錐ピニオン66と一体形成されており、
円錐ピニオン66は回転円盤６に固定された円錐歯車67と
係合している。
第４図は２つの同一な手首部材のうちの１つの構成を示
している。この手首部材は固定軸ピン72を有したリスト
ハウジングハーフ71を備えている。この固定軸ピン72上
に円錐歯車62が円錐ローラーベアリング73、スラストベ
アリング74とを介して回転可能に支持されている。軸ピ
ン75は歯車62にねじ止めされ、円筒歯車63はこの軸ピン
75に固着されている。軸ピン72と75は同軸上に設けられ
ている。駆動モーターM6はリストハウジングハーフ71に
ねじ止めされ、ピニオン61は駆動モーターM6の軸に固定
され、歯車62と係合している。歯車61と62のかさ歯のバ
ツクフラツシユは、歯車62とスラストベアリング74との
間及びモーターM6とリストハウジングハーフ71との間の
真ちゅう製のいわゆるシムにより調整される。
している。この手首部材は固定軸ピン72を有したリスト
ハウジングハーフ71を備えている。この固定軸ピン72上
に円錐歯車62が円錐ローラーベアリング73、スラストベ
アリング74とを介して回転可能に支持されている。軸ピ
ン75は歯車62にねじ止めされ、円筒歯車63はこの軸ピン
75に固着されている。軸ピン72と75は同軸上に設けられ
ている。駆動モーターM6はリストハウジングハーフ71に
ねじ止めされ、ピニオン61は駆動モーターM6の軸に固定
され、歯車62と係合している。歯車61と62のかさ歯のバ
ツクフラツシユは、歯車62とスラストベアリング74との
間及びモーターM6とリストハウジングハーフ71との間の
真ちゅう製のいわゆるシムにより調整される。
第５図はロボツトの二次アーム４に手首が組込まれる方
法を概略的に示している。保管されていた２つの手首分
割体（ハーフ）50及び60は駆動モーターM5及びM6を有し
ており、調整された歯車部材51,52,61,62を備えてい
る。このような手首分割体は円盤６を取付けたチルト部
５がその間に保持されたあとねじ止めされる。製造誤差
がないとすれば手首分割体はまつたく同一であり、第４
図に示した部材の他に中間歯車54,64を有している。チ
ルト部５は円錐ローラーベアリングを介してリストハウ
ジングハーフ内に支持されている。２つの手首分割体を
組立てる場合にチルト部５の回転軸線Ｅがリストハウジ
ングの長手軸線（回転軸線Ｄ）に対して正確に垂直に位
置決めされることが重要である。一方、手首分割体のう
ちの１つの中間軸の中心線Ｇは他の手首分割体の中間軸
の中心線Ｈと一致させる必要は必ずしもない（第５図の
距離dx参照）。
法を概略的に示している。保管されていた２つの手首分
割体（ハーフ）50及び60は駆動モーターM5及びM6を有し
ており、調整された歯車部材51,52,61,62を備えてい
る。このような手首分割体は円盤６を取付けたチルト部
５がその間に保持されたあとねじ止めされる。製造誤差
がないとすれば手首分割体はまつたく同一であり、第４
図に示した部材の他に中間歯車54,64を有している。チ
ルト部５は円錐ローラーベアリングを介してリストハウ
ジングハーフ内に支持されている。２つの手首分割体を
組立てる場合にチルト部５の回転軸線Ｅがリストハウジ
ングの長手軸線（回転軸線Ｄ）に対して正確に垂直に位
置決めされることが重要である。一方、手首分割体のう
ちの１つの中間軸の中心線Ｇは他の手首分割体の中間軸
の中心線Ｈと一致させる必要は必ずしもない（第５図の
距離dx参照）。
手首機構を組立てる場合、手首機構は、例えばスウエー
デン特許出願第8602245−６号に示されているように、
制御ケーブル及び電力ケーブルからなるケーブル装置に
接続される。その後、ケーブル装置を取付けた手首機構
はロボツトの中空二次アーム４内に取付けられる。製造
誤差があるので、アームの前部42の端面との２つの手首
分割体の接触面が同一平面内にない場合、ずれdyはシム
を備えることにより組立時になくすことができ、アーム
の前部42に対し、手首機構の傾斜を防ぐことができる。
デン特許出願第8602245−６号に示されているように、
制御ケーブル及び電力ケーブルからなるケーブル装置に
接続される。その後、ケーブル装置を取付けた手首機構
はロボツトの中空二次アーム４内に取付けられる。製造
誤差があるので、アームの前部42の端面との２つの手首
分割体の接触面が同一平面内にない場合、ずれdyはシム
を備えることにより組立時になくすことができ、アーム
の前部42に対し、手首機構の傾斜を防ぐことができる。
本発明は上記実施例に限定されたものではない。例え
ば、歯車装置を有するモーターM4がなく、アーム前部42
がアーム後部41に対して回動不可能な５軸ロボツトに上
記手首機構を提供することもできる。
ば、歯車装置を有するモーターM4がなく、アーム前部42
がアーム後部41に対して回動不可能な５軸ロボツトに上
記手首機構を提供することもできる。
第１図は本発明による工業用ロボツトの側面図、第２図
は上記ロボツトの二次アームの平面図、第３図は手首機
構のそれぞれの部材を駆動する駆動装置の概略図、第４
図は１つの手首部の縦断面図、及び第５図は上記ロボツ
トの二次アームを組立てるステツプを示す概略図であ
る。 １……スタンド、２……基盤、３……第１のアーム（主
アーム）、４……第２のアーム（二次アーム）、５……
手首部（チルト部）、６……回転盤、11……支持部材、
12……クランク、41……後部、42……前部、43,44,45,4
6……歯車、50,60……手首部材、51……ピニオン、52…
…歯車、53……ピニオン、54……中間歯車、55……ギア
ーリム、61……ピニオン、62……歯車、63……ピニオ
ン、64……中間歯車、65……歯車、66……ピニオン、67
……歯車、71……ハウジングハーフ、72……軸ピン、73
……ローラーベアリング、74……スラストベアリング、
75……軸ピン、76,77……シム。
は上記ロボツトの二次アームの平面図、第３図は手首機
構のそれぞれの部材を駆動する駆動装置の概略図、第４
図は１つの手首部の縦断面図、及び第５図は上記ロボツ
トの二次アームを組立てるステツプを示す概略図であ
る。 １……スタンド、２……基盤、３……第１のアーム（主
アーム）、４……第２のアーム（二次アーム）、５……
手首部（チルト部）、６……回転盤、11……支持部材、
12……クランク、41……後部、42……前部、43,44,45,4
6……歯車、50,60……手首部材、51……ピニオン、52…
…歯車、53……ピニオン、54……中間歯車、55……ギア
ーリム、61……ピニオン、62……歯車、63……ピニオ
ン、64……中間歯車、65……歯車、66……ピニオン、67
……歯車、71……ハウジングハーフ、72……軸ピン、73
……ローラーベアリング、74……スラストベアリング、
75……軸ピン、76,77……シム。
Claims (5)
- 【請求項１】ロボットアームに取付けられたリストハウ
ジングと、前記ハウジングに回動可能に支持され、かつ
前記ロボットアームの長手軸線に対し垂直な回転軸線を
有する手首部と、前記手首部に回動可能に支持されたツ
ールアタッチメントとを有するロボット用手首機構にお
いて、前記手首機構は、２つのほぼ同一のリストハーフ
から構成されていて、それらリストハーフの間に、前記
ツールアタッチメントを支持する前記手首部が支持され
ており、それぞれのリストハーフは、駆動モーターと組
合せられていて、円錐歯車を有する中間歯車機構を支持
していて、それぞれのリストハーフが、前記手首部と前
記ツールアタッチメントとのそれぞれを回転させるため
の独立した駆動機構を構成していることを特徴とするロ
ボット用手首機構。 - 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のロボット用手
首機構において、前記リストハウジングがロボットアー
ムの長手軸線の回りで前記ロボットアーム内に回動可能
に支持されていることを特徴とするロボット用手首機
構。 - 【請求項３】特許請求の範囲第１項または第２項記載の
ロボット用手首機構において、前記中間歯車装置が前記
駆動モーターの軸に固定された円錐ピニオンを有し、そ
の円錐ピニオンが、リストハウジングハーフ内に固定さ
れた第１の軸ピンに支持された円錐歯車を駆動するよう
になっており、スラストベアリングが前記円錐歯車と前
記リストハウジングハーフとの間に配置されていること
を特徴とするロボット用手首機構。 - 【請求項４】特許請求の範囲第３項記載のロボット用手
首機構において、前記第１の軸ピンに対して同軸的な第
２の軸ピンが前記歯車に固定されており、前記第２の軸
ピンが前記リストハウジングハーフ内に調整可能に支持
された中間歯車を介して前記手首部と前記ツールアタッ
チメントとを駆動する円筒ピニオンに連設されているこ
とを特徴とするロボット用手首機構。 - 【請求項５】特許請求の範囲第１項から第４項までのい
ずれか１項記載のロボット用手首機構において、前記リ
ストハーフのそれぞれが独立して調整可能であることを
特徴とするロボット用手首機構。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SE8602625A SE453579B (sv) | 1986-06-12 | 1986-06-12 | Robothandled bestaende av tva handledshalvor |
| SE8602625-9 | 1986-06-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62292388A JPS62292388A (ja) | 1987-12-19 |
| JPH0729272B2 true JPH0729272B2 (ja) | 1995-04-05 |
Family
ID=20364792
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62144993A Expired - Lifetime JPH0729272B2 (ja) | 1986-06-12 | 1987-06-10 | ロボット用手首機構 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4804304A (ja) |
| JP (1) | JPH0729272B2 (ja) |
| DE (1) | DE3719064A1 (ja) |
| SE (1) | SE453579B (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE454334B (sv) * | 1986-09-01 | 1988-04-25 | Asea Ab | Anordning vid industrirobot |
| JP2572483B2 (ja) * | 1990-10-16 | 1997-01-16 | 本田技研工業株式会社 | 産業用ロボット装置 |
| SE516023C2 (sv) * | 1999-06-24 | 2001-11-12 | Abb Ab | Industrirobot innefattande en växellådskonfiguration samt förfarande i en industrirobot |
| JP2003305682A (ja) * | 2002-04-11 | 2003-10-28 | Fanuc Ltd | ロボット手首駆動機構 |
| SE526909C2 (sv) * | 2003-04-29 | 2005-11-15 | Abb Ab | Handledshus med genomgående kanal för kablage till en robotarm |
| EP2711145B1 (en) * | 2011-05-13 | 2019-02-27 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Multiple-joint industrial robot |
| US8686680B2 (en) * | 2011-06-13 | 2014-04-01 | Rethink Robotics, Inc. | Dual-motor series elastic actuator |
| US9409298B2 (en) | 2012-04-13 | 2016-08-09 | Rethink Robotics, Inc. | Flexure elements for series elastic actuators and related methods |
| DE102012208448A1 (de) * | 2012-05-21 | 2013-11-21 | Kuka Roboter Gmbh | Industrieroboter mit in einem Handgrundgehäuse sich erstreckenden Antrieben |
| JP5576911B2 (ja) * | 2012-08-20 | 2014-08-20 | ファナック株式会社 | 両持ち式のアーム部材を備えた多関節ロボット |
| DE102015017220B3 (de) * | 2015-08-14 | 2021-09-16 | Franka Emika Gmbh | Robotersystem |
| DE102015012962B4 (de) | 2015-10-08 | 2024-08-22 | Franka Emika Gmbh | Robotersystem |
| DE102015012959B4 (de) | 2015-10-08 | 2019-01-17 | Franka Emika Gmbh | Robotersystem und Verfahren zur Steuerung eines Robotersystems |
| DE102015012961B4 (de) | 2015-10-08 | 2022-05-05 | Kastanienbaum GmbH | Robotersystem |
| DE102016004788A1 (de) | 2016-04-20 | 2017-10-26 | Kastanienbaum GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Roboters und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens |
| DE102016004787B4 (de) | 2016-04-20 | 2023-02-02 | Franka Emika Gmbh | Antriebsvorrichtung für einen Roboter und Verfahren zu ihrer Herstellung |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| SU598749A1 (ru) * | 1975-11-20 | 1978-03-25 | Предприятие П/Я Р-6930 | Кисть манипул тора |
| JPS5727686A (en) * | 1980-07-21 | 1982-02-15 | Hitachi Ltd | Industrial articular robot |
| DE3048067C2 (de) * | 1980-12-19 | 1984-08-09 | Kuka Schweissanlagen + Roboter Gmbh, 8900 Augsburg | Getriebeanordnung für den Gelenkkopf eines Manipulators |
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| DE3228945A1 (de) * | 1982-08-03 | 1984-02-16 | GdA Gesellschaft für digitale Automation mbH, 8000 München | Vorrichtung zum antrieb der beiden achsen des handgliedes eines industrieroboters |
| JPS5973284A (ja) * | 1982-10-19 | 1984-04-25 | フアナツク株式会社 | 関節腕形の工業ロボツト |
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| DD216677A1 (de) * | 1983-06-03 | 1984-12-19 | Ilmenau Tech Hochschule | Doppelgelenk mit autonomen antrieben fuer modular aufgebaute industrieroboter |
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