JPH0732996B2 - 工業用ロボットの手首装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、工業用ロボットの手首
装置に関し、特に手首部材をアーム部材の端部に容易に
組み付け生産性を向上することができる工業用ロボット
の手首装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の工業用ロボットでは、アーム部材
にモータが設けられてこのモータの駆動力により回転力
の伝達を受け旋回動できるように手首部材がヒンジ手段
を介して前記アーム部材の上端部に取り付けられ、これ
により手首部材がモータの駆動力を受けて旋回動を行う
とき、ヒンジ手段を介することから激しい擦り磨耗が生
じ、同心度の保持が難しく、また組立作業の際に関節部
位に無理なショックを与えることにより手首部材のスム
ーズな旋回動を保証することができないという問題があ
った。

【０００３】このような問題を解決するものとして、図
１に示すような工業用ロボットの手首装置が提案されて
いる。図１のものは、上部の一側に孔２が設けられたガ
イド部１が一体に突設されその下部にモータ３を固着し
てなるアーム部材４と、両側面に突設部５),５′がそれ
ぞれ設けられて前記モータ３の駆動により旋回動する手
首部材６と、前記手首部材６の一側面に設けられた突設
部５が収容されるように孔７が設けられ、ボルト８によ
って前記アーム部材４の上部の他側に固定されて前記手
首部材６が離脱せず旋回動するようにする側板部材９と
から構成されている。また、前記ガイド部１の孔２と手
首部材６の突設部５′との間、そして前記側板部材９の
孔７と手首部材６の突設部との間には、ベアリング２
７),２７′がそれぞれ嵌挿されて手首部材６がスムーズ
に旋回動されるようになっている。

【０００４】しかしながら、上述のような装置において
は、手首部材６がスムーズに旋回動するように、前記ガ
イド部１の孔２と前記側板部材９の孔７との同心度を所
定の程度に保たなければならず、このために前記手首部
材６をアーム部材４および側板部材９に組み付ける場合
には、前記側板部材９をアーム部材にボルト８等で固定
したのち、ボーリング等の手段により側板部材９とガイ
ド部１にそれぞれの孔２),７を同時に加工しなければな
らなかった。また、前記のような方法により孔７が設け
られた側板部材９は、両側面に突設部５),５′がそれぞ
れ設けられた手首部材６を取り付けるため、前記アーム
部材４から取り外したのち、手首部材６の突設部５をガ
イド部１の孔２に挿入させ、且つガイド部１の孔２に挿
入された手首部材６の他側の突設部５′には、ベアリン
グ２７′を介して側板部材９を取り付けることにより、
手首部材６をアーム部材４および側板部材９に組み付け
るようになっていた。

【０００５】すなわち従来の装置では、手首部材６の両
側面に突設部５),５′がそれぞれ設けられているので、
側板部材９をアーム部材４に対し着脱させながら組付け
ねばならず、組立工数があまりに多すぎて生産性が低く
なるという問題が有った。また、前記側板部材９をアー
ム部材４に着脱させるので、側板部材９の孔７とガイド
部１の孔２との間の所定の同心度を保つことができない
ことから、いずれにしても手首部材６をスムーズに旋回
動させることができないという問題があった。

【０００６】このため、日本国特許公開公報昭和５９−
５９３９２号により、産業用ロボットの手首装置が提案
されている。このものは、アームに支持された駆動装置
と、この駆動装置の回転力が伝達される第一回転軸に一
端部が固定された第一手首アームと、この第一手首アー
ムの他端部に回動自在に取り付けられた第２二回転軸に
一端部が固定され、この第２二回転軸の中心から前記第
一回転軸の中心と前記第二回転軸の中心間の距離と同じ
位置にハンド作用点がくるようにハンドを支持する支持
部を有する第二手首アームと、前記第一回転軸に回動自
在に取り付けられた第一回転車と、この第一回転車の１
／２の直径を有し前記第二回転軸に固定された第二回転
車と、この第二回転車と前記第一回転車を連結する条件
を備えるようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような産業用ロボットの手首装置においては、第一手首
アームの基端部に前記第一回転車を回動自在に取り付
け、第一手首アームと第二手首アームとの接続部に第一
回転車の１／２の直径の第一回転車を結合部材により連
結するようになっているので、手首を動かしてもハンド
の作用点が決められた部分を移動して一方側に対向し、
これによって、位置ずれが生じないようにすることがで
きるものの、組立工数が多過ぎて生産性が低下し、ま
た、同心円的に保持できないことから手首アームをスム
ーズに旋回動させることができないという問題が依然と
して残っていた。

【０００８】

【発明の目的】したがって、本発明は前記のような諸問
題点に鑑みてなされたもので、手首部材の突設部を取り
除き別の側板部材を用いなくても手首部材をアーム部材
に容易に配設でき、組立工数を低減し生産性を向上させ
るのは勿論、手首部材がスムーズに旋回動するようにし
た工業用ロボットの手首装置を提供することを目的とし
ている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】 本発明による工業用ロ
ボットの手首装置は、上部両側に相互に対向する一対の
板状のガイド部が突設され、下部にモータが配設され、
前記対向する一対のガイド部の同軸位置に同一径の円形
の孔が形成されたアーム部材と、両側面の同軸位置に前
記ガイド部の孔よりも小径の円形の凹部状の収容部が形
成され、前記両側面を前記両ガイド部の間に挟んで両ガ
イド部間に装着される手首部材と、前記手首部材の収容
部の内径とほぼ同一の外径を有し、前記収容部からはみ
出す厚さに形成されたリング状であって、前記手首部材
の各収容部に留め具を介して着脱自在に嵌め込まれ、収
容部からはみ出た部分を前記ガイド部の孔内に挿入した
中間部材と、前記アーム部材のガイド部の孔とその内側
の中間部材との間に挿脱自在に嵌入されて前記手首部材
を前記ガイド部に回動自在に支持させた円環状のベアリ
ングと、前記ガイド部の外側側面に前記ベアリングの抜
け出しを防止した状態で留め具により着脱自在に取り付
けられたリング状のカバー部材と、前記中間部材とベア
リングとカバー部材を貫通して前記手首部材の収容部の
中心部に立設され、アーム部材の側方に突出された従動
軸と、前記従動軸と前記アーム部材下部のモータとを連
結する動力伝達手段とを具備してなる工業用ロボットの
手首部材によって解決できる。 また、前記モータは、前
記アーム部材を貫通して突設され、その一端部にプーリ
ーが設けられた駆動軸を具備し、前記駆動軸および従動
軸とは、互いに水平方向に設けられてプーリーにより連
結されていることが好ましい。 さらに、前記ガイド部に
カバー部材を取り付けている留め具、および手首部材に
中間部材を取り付けている留め具が、ボルトであること
が好ましい。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面によって
詳細に説明する。図２は本発明の工業用ロボットの手首
装置を示す断面図で、図３は本発明の工業用ロボットの
手首装置を示す分解斜視図である。図２および図３にお
いて、参照符号１０はアーム部材で、このアーム部材の
下部には、後述の手首部材２０を旋回動させるモータ１
３が設けられ、その上部両側にはガイド部１１),１１′
がそれぞれ一体に突設されると共に、このそれぞれのガ
イド部１１),１１′には孔１２),１２′がそれぞれ設け
られるがこれらの孔は同径の同心円に保持されるように
ボーリング等の手段により同時加工されている。

【００１１】また前記アーム部材１０の下部に設けられ
たモータ１３の右側には駆動軸１４の一端部が固定され
ると共に、前記アーム部材１０を貫通して水平方向に突
設されており、その他端部にはプーリー２６が取り付け
られている。

【００１２】またさらに、前記アーム部材１０の両側に
突設されたそれぞれのガイド部１１,１１′の間には、
両側面に収容部２１),２１′がそれぞれ設けられるとと
もに上部面に図示しないグリッパーを回転させるモータ
２２が固設された手首部材２０が設置され、この手首部
材２０に設けられたそれぞれの収容部２１),２１′に
は、図２に示すようにボルト２３等の締結手段により中
間部材２４),２４′がそれぞれ組み付けられ、この中間
部材２４),２４′の端部が前記ガイド部１１),１１′の
孔１２),１２′に位置するようになっている。また前記
中間部材２４),２４′とガイド部１１),１１′の孔１
２),１２′の間には、ベアリング２７),２７′がそれぞ
れ嵌挿されて前記手首部材２０がスムーズに旋回動でき
るようになっており、前記手首部材２０の右側収容部２
１′には従動軸２５が熔接によって着設され、その端部
にプーリー２６′が取り付けられており、このプーリー
２６′は前記モータ１３からの駆動力を受けて回転する
駆動軸１４に取り付けられたプーリー２６と動力伝達手
段２９、たとえばベルトにより連結されて前記手首部材
２０を旋回動させる回転力が伝えられるようになってい
る。

【００１３】また、前記アーム部材１０のそれぞれのガ
イド部１１,１１′の外側には、ボルト等の手段により
カバー部材２８),２８′がそれぞれ取り付けられて前記
それぞれのベアリング２７),２７′が離脱しないように
されている。

【００１４】次に、前記のように構成された手首装置の
動作について説明する。図２および図３に示すように、
図示されない制御部から電源が印加され前記アーム部材
１０の下端部に設けられたモータ１３が駆動されると、
このモータ１３の駆動力により駆動軸１４が回転され、
この駆動軸１４に取り付けられたプーリー２６が回転
し、このプーリー２６の回転は動力伝達手段２９を介し
て前記手首部材２０の一端部に取り付けられた従動軸２
５のプーリー２６に伝えられ、このプーリー２６の回転
は、これに連結された前記手首部材２０に伝えられるこ
とになる。これにより前記手首部材２０は、前記アーム
部材１０の上部において旋回動する。すなわち、モータ
１３の駆動力を受け回転する駆動軸１４のプーリー２６
は、前記手首部材２０に取り付けられた従動軸２５のプ
ーリー２６′と動力伝達手段２９によって連結されてい
るので、手首部材２０は、アーム部材１０の上部に支持
されてモータ１３の駆動力を受けてスムーズに旋回動す
る。

【００１５】この際、前記アーム部材１０の上部両側に
孔１２,１２′が設けられたガイド部１１),１１′がそ
れぞれ突設され、前記手首部材２０を容易にアーム部材
１０に組み付けることができるので、組立工数を短縮さ
せ生産性を向上させることができ、また前記アーム部材
１０に突設されたそれぞれのガイド部１１),１１′に設
けられた孔１２),１２′を同径の同心円に設けて保持で
きるので、手首部材２０をスムーズに旋回動させること
ができる。

【００１６】

【発明の効果】 以上説明したように、本発明の工業用
ロボットの手首装置においては、中間部材は手首部材の
収容部に、カバー部材はガイド部に、それぞれ留め具で
着脱自在に取り付けられているので、手首部材をアーム
部材に容易に組み付けることができるため、生産性を向
上させることができる。また、前記留め具を外すこと
で、簡単に手首部材を引き抜くことができる。さらに、
使用中に部品が脱落することはなく、耐久性に優れる。
さらに、手首部材はアーム部材のガイド部により容易に
支持されると共に、収容部と孔は同軸位置に形成されて
いるため、前記手首部材はアーム部材に設けられたモー
ターの駆動力を動力伝達手段によって伝達をうけスムー
スに旋回動できる。また、カバー部材および中間部材
は、ボルトなどの留め具によって着脱自在に取り付けら
れているので、前記留め具を外すことにより、本発明の
手首装置は容易に分解でき、清掃、部品の取り替えなど
をはじめとするメンテナンスが容易である。 さらに、従
来品に比べて、簡易な構造からなるので、コンパクトな
大きさに製造でき、狭い場所で用いることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の工業用ロボットの手首装置を示す断面図
である。

【図２】本発明の工業用ロボットの手首装置を示す断面
図である。

【図３】本発明の工業用ロボットの手首装置を示す分解
斜視図である。

【符号の説明】

１０ アーム部材 １１，１１′ ガイド部 １２，１２′ 孔 １３ モータ １４ 駆動軸 ２０ 手首部材 ２１，２１′ 収容部 ２２ モータ ２３ ボルト ２４，２４′ 中間部材 ２５ 従動軸 ２６，２６′ プーリー ２７，２７′ ベアリング ２８，２８′ カバー部材 ２９ 動力伝達手段

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 上部両側に相互に対向する一対の板状の
   ガイド部（１１），（１１´）が突設され、下部にモー
   タ（１３）が配設され、前記対向する一対のガイド部
   （１１），（１１´）の同軸位置に同一径の円形の孔
   （１２），（１２´）が形成されたアーム部材（１０）
   と、両側面の同軸位置に前記ガイド部（１１），（１１
   ´）の孔（１２），（１２´）よりも小径の円形の凹部
   状の収容部（２１），（２１´）が形成され、前記両側
   面を前記両ガイド部（１１），（１１´）の間に挟んで
   両ガイド部（１１），（１１´）間に装着される手首部
   材（２０）と、前記手首部材（２０）の収容部（２
   １），（２１´）の内径とほぼ同一の外径を有し、前記
   収容部（２１），（２１´）からはみ出す厚さに形成さ
   れたリング状であって、前記手首部材（２０）の各収容
   部（２１），（２１´）に留め具を介して着脱自在に嵌
   め込まれ、収容部（２１），（２１´）からはみ出た部
   分を前記ガイド部（１１），（１１´）の孔（１２），
   （１２´）内に挿入した中間部材（２４），（２４´）
   と、前記アーム部材（１０）のガイド部（１１），（１
   １´）の孔（１２），（１２´）とその内側の中間部材
   （２４），（２４´）との間に挿脱自在に嵌入されて前
   記手首部材（２０）を前記ガイド部（１１），（１１
   ´）に回動自在に支持させた円環状のベアリング（２
   ７），（２７´）と、前記ガイド部（１１），（１１
   ´）の外側側面に前記ベアリング（２７），（２７´）
   の抜け出しを防止した状態で留め具により着脱自在に取
   り付けられたリング状のカバー部材（２８），（２８
   ´）と、前記中間部材（２４），（２４´）とベアリン
   グ（２７），（２７´）とカバー部材（２８），（２８
   ´）を貫通して前記手首部材（２０）の収容部（２
   １），（２１´）の中心部に立設され、アーム部材（１
   ０）の側方に突出された従動軸（２５）と、前記従動軸
   （２５）と前記アーム部材（１０）下部のモータ（１
   ３）とを連結する動力伝達手段（２９）とを具備してな
   ることを特徴とする工業用ロボットの手首部材。
2. 【請求項２】 前記モータ（１３）に、前記アーム部材
   （１０）を貫通して突設され、その一端部にプーリー
   （２６）が設けられた駆動軸（１４）を具備し、前記駆
   動軸（１４）および従動軸（２５）とは、互いに水平方
   向に設けられてプーリー（２６），（２６´）により連
   結されていることを特徴とする請求項１記載の工業用ロ
   ボットの手首装置。
3. 【請求項３】 前記ガイド部（１１），（１１´）にカ
   バー部材（２８），（２８´）を取り付けている留め
   具、および手首部材（２０）に中間部材（２４），（２
   ４´）を取り付けている留め具が、ボルト（２３）であ
   ることを特徴とする請求項１または２記載の工業用ロボ
   ットの手首装置。