JPH08323663A - 産業用マニプレータ - Google Patents
産業用マニプレータInfo
- Publication number
- JPH08323663A JPH08323663A JP13910795A JP13910795A JPH08323663A JP H08323663 A JPH08323663 A JP H08323663A JP 13910795 A JP13910795 A JP 13910795A JP 13910795 A JP13910795 A JP 13910795A JP H08323663 A JPH08323663 A JP H08323663A
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- Japan
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- arm
- wrist
- axis
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- upper arm
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 上腕の先端部に駆動源を集中させない。
【構成】 下腕２４の上端に上腕２５の基端部を回動自
在に支持し、上腕２５の先端部に手首部２７を回動自在
に支持すると共に手首部２７にハンド部２８を回動自在
に支持し、手首部２７の回動駆動を行う４軸モータ３６
及びハンド部２８の回動駆動を行う５軸モータ３７をモ
ータハウジング３４を介して上腕２５の基端部側に設
け、ハンド部２８を下向きに維持した状態で上腕２５の
先端部に駆動源を集中させないようにする。
在に支持し、上腕２５の先端部に手首部２７を回動自在
に支持すると共に手首部２７にハンド部２８を回動自在
に支持し、手首部２７の回動駆動を行う４軸モータ３６
及びハンド部２８の回動駆動を行う５軸モータ３７をモ
ータハウジング３４を介して上腕２５の基端部側に設
け、ハンド部２８を下向きに維持した状態で上腕２５の
先端部に駆動源を集中させないようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用マニプレータに関
し、マスタスレーブ形マニプレータにおけるスレーブア
ームに用いて好適である。
し、マスタスレーブ形マニプレータにおけるスレーブア
ームに用いて好適である。
【０００２】
【従来の技術】一般に産業用マニプレータは、長いリー
チで大まかな仕事をするという用途に用いられる。例え
ば、建設現場や鋳造工程等で利用される産業用マニプレ
ータでは、長いリーチのアーム（アーム長3.5 〜6m）で
大型重量物（150 〜1500kgf)をハンドリングする用途、
即ち、大型グラインダでの大型鋳物のバリ取りや大型鋳
物のハンドリングを行ったり、鋳物砂型の突き崩し作業
等を行う用途に用いられている。
チで大まかな仕事をするという用途に用いられる。例え
ば、建設現場や鋳造工程等で利用される産業用マニプレ
ータでは、長いリーチのアーム（アーム長3.5 〜6m）で
大型重量物（150 〜1500kgf)をハンドリングする用途、
即ち、大型グラインダでの大型鋳物のバリ取りや大型鋳
物のハンドリングを行ったり、鋳物砂型の突き崩し作業
等を行う用途に用いられている。
【０００３】図８に基づいて従来の産業用マニプレータ
を説明する。図８にはマスタスレーブ形マニプレータに
おけるスレーブアームの側面を示してある。図に示した
スレーブアームは、相似形に形成された図示しないマス
タアームを作業者が操作することによってマスタアーム
と相似形となるように制御されるものである。
を説明する。図８にはマスタスレーブ形マニプレータに
おけるスレーブアームの側面を示してある。図に示した
スレーブアームは、相似形に形成された図示しないマス
タアームを作業者が操作することによってマスタアーム
と相似形となるように制御されるものである。
【０００４】図に示すように、床面１には基台２が固定
され、基台２には旋回台３が鉛直軸回り（O1軸回り) で
回動自在に支持されている。旋回台３には下腕４の下端
が水平軸回り（O2軸回り) で回動自在に支持され、下腕
４の上端には上腕５の基端部がO2軸と平行な水平軸回り
（O3軸回り) で回動自在に支持されている。上腕５の先
端部には手首部６がO3軸と平行な水平軸回り（O4軸回
り) で回動自在に支持され、手首部６にはハンド部７が
O4軸に直交する軸回り（O5軸回り) で回動自在に支持さ
れている。また、上腕５の基端部には上部ユニット８が
回動自在に支持され、上部ユニット８と基台２とにわた
って垂直アーム９が回動自在に支持されている。上部ユ
ニット８にはブラケット１０が固定され、上腕５の先端
側にはブラケット１０と平行な腕ブラケット１１が固定
され、ブラケット１０と腕ブラケット１１とにわたって
水平アーム１２が回動自在に支持されている。これによ
り、旋回台３、下腕４、上部ユニット８及び垂直アーム
９によって４節の平行リンク機構が形成される。また、
上腕５、ブラケット１０、腕ブラケット１１及び水平ア
ーム１２によって別の４節の平行リンク機構が形成され
る。図中の符号で１３は、上腕５の下腕４に対する回動
中心を挟んで手首部６の反対側に取り付けられたカウン
タウエイトである。
され、基台２には旋回台３が鉛直軸回り（O1軸回り) で
回動自在に支持されている。旋回台３には下腕４の下端
が水平軸回り（O2軸回り) で回動自在に支持され、下腕
４の上端には上腕５の基端部がO2軸と平行な水平軸回り
（O3軸回り) で回動自在に支持されている。上腕５の先
端部には手首部６がO3軸と平行な水平軸回り（O4軸回
り) で回動自在に支持され、手首部６にはハンド部７が
O4軸に直交する軸回り（O5軸回り) で回動自在に支持さ
れている。また、上腕５の基端部には上部ユニット８が
回動自在に支持され、上部ユニット８と基台２とにわた
って垂直アーム９が回動自在に支持されている。上部ユ
ニット８にはブラケット１０が固定され、上腕５の先端
側にはブラケット１０と平行な腕ブラケット１１が固定
され、ブラケット１０と腕ブラケット１１とにわたって
水平アーム１２が回動自在に支持されている。これによ
り、旋回台３、下腕４、上部ユニット８及び垂直アーム
９によって４節の平行リンク機構が形成される。また、
上腕５、ブラケット１０、腕ブラケット１１及び水平ア
ーム１２によって別の４節の平行リンク機構が形成され
る。図中の符号で１３は、上腕５の下腕４に対する回動
中心を挟んで手首部６の反対側に取り付けられたカウン
タウエイトである。
【０００５】基台２に対して旋回台３を回動する１軸モ
ータ（図示省略）は基台２内に収納され、旋回台３に対
して下腕４を回動させる２軸モータ１４は支持部材１５
を介して旋回台３に設けられている。下腕４に対して上
腕５を回動させる３軸モータ１６は上部ユニット８に設
けられ、上腕５に対して手首部６を回動させる４軸モー
タ１７は手首部６に水平に突出して設けられている。ま
た、手首部６に対してハンド部７を回動させる５軸モー
タ１８は手首部６に垂直に突出して設けられている。
ータ（図示省略）は基台２内に収納され、旋回台３に対
して下腕４を回動させる２軸モータ１４は支持部材１５
を介して旋回台３に設けられている。下腕４に対して上
腕５を回動させる３軸モータ１６は上部ユニット８に設
けられ、上腕５に対して手首部６を回動させる４軸モー
タ１７は手首部６に水平に突出して設けられている。ま
た、手首部６に対してハンド部７を回動させる５軸モー
タ１８は手首部６に垂直に突出して設けられている。
【０００６】上記構成のスレーブアームは、図示しない
マスタアームを作業者が操作することによってマスタア
ームと相似形となるように制御される。即ち、マスタア
ームの操作状況に応じて各軸の回動量が検出され、検出
された回動量に基づいて１軸モータ、２軸モータ１４、
３軸モータ１６、４軸モータ１７及び５軸モータ１８が
駆動される。これによって、旋回台３、下腕４、上腕
５、手首部６及びハンド部７が回動してマスタアームと
相似形となる状態に動作される。この時、垂直アーム９
によりブラケット１０と腕ブラケット１１は常時平行な
状態が維持され、下腕４、上腕５及び水平アーム１２の
姿勢の如何に係わらずハンド部７の姿勢が下向きに維持
される。従って、下向き作業が大半を占めるスレーブア
ーム（産業用マニプレータ）のハンド部７が下向き姿勢
に維持されるので、各種の作業を操作性良く行うことが
できる。
マスタアームを作業者が操作することによってマスタア
ームと相似形となるように制御される。即ち、マスタア
ームの操作状況に応じて各軸の回動量が検出され、検出
された回動量に基づいて１軸モータ、２軸モータ１４、
３軸モータ１６、４軸モータ１７及び５軸モータ１８が
駆動される。これによって、旋回台３、下腕４、上腕
５、手首部６及びハンド部７が回動してマスタアームと
相似形となる状態に動作される。この時、垂直アーム９
によりブラケット１０と腕ブラケット１１は常時平行な
状態が維持され、下腕４、上腕５及び水平アーム１２の
姿勢の如何に係わらずハンド部７の姿勢が下向きに維持
される。従って、下向き作業が大半を占めるスレーブア
ーム（産業用マニプレータ）のハンド部７が下向き姿勢
に維持されるので、各種の作業を操作性良く行うことが
できる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上述したスレーブアー
ムは、手首部６に４軸モータ１７と５軸モータ１８が設
けられているため、上腕５の先端にモータ（減速機）が
集中してしまい、上腕５の基端部側からみると上腕５が
全体にアンバランスになってしまう。また、手首部６に
４軸モータ１７と５軸モータ１８が存在するため、ハン
ド部７の視野が妨げられてしまいマスタアームの操作の
妨げとなっていた。更に、手首部６の４軸モータ１７及
び５軸モータ１８には、速度制御に用いられるエンコー
ダや位置制御に用いられるポテンショメータ等熱に弱い
部品が備えられているため、高熱雰囲気等作業環境の厳
しい場所での使用に適していないものであり、作業種類
が限定されていた。
ムは、手首部６に４軸モータ１７と５軸モータ１８が設
けられているため、上腕５の先端にモータ（減速機）が
集中してしまい、上腕５の基端部側からみると上腕５が
全体にアンバランスになってしまう。また、手首部６に
４軸モータ１７と５軸モータ１８が存在するため、ハン
ド部７の視野が妨げられてしまいマスタアームの操作の
妨げとなっていた。更に、手首部６の４軸モータ１７及
び５軸モータ１８には、速度制御に用いられるエンコー
ダや位置制御に用いられるポテンショメータ等熱に弱い
部品が備えられているため、高熱雰囲気等作業環境の厳
しい場所での使用に適していないものであり、作業種類
が限定されていた。
【０００８】本発明は上記状況に鑑みてなされたもの
で、上腕の先端部に駆動源が集中しない産業用マニプレ
ータを提供することを目的とする。
で、上腕の先端部に駆動源が集中しない産業用マニプレ
ータを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の第１発明の構成は、基台に旋回台を鉛直軸回りで回動
自在に支持し、該旋回台に下腕の基端部を水平軸回りで
回動自在に支持し、上腕の基端部を前記下腕の回動中心
と平行な中心軸回りで該下腕の先端に回動自在に支持
し、手首部を前記上腕の回動中心と平行な中心軸回りで
該上腕の先端に回動自在に支持し、ハンド部を前記手首
部の回動中心と交差する中心軸回りで該手首部に回動自
在に支持した産業用マニプレータにおいて、前記手首部
の回動駆動を行う手首部モータを前記上腕の基端部側に
設けると共に、前記ハンド部の回動駆動を行うハンド部
モータを前記上腕の基端部側に設けたことを特徴とす
る。
の第１発明の構成は、基台に旋回台を鉛直軸回りで回動
自在に支持し、該旋回台に下腕の基端部を水平軸回りで
回動自在に支持し、上腕の基端部を前記下腕の回動中心
と平行な中心軸回りで該下腕の先端に回動自在に支持
し、手首部を前記上腕の回動中心と平行な中心軸回りで
該上腕の先端に回動自在に支持し、ハンド部を前記手首
部の回動中心と交差する中心軸回りで該手首部に回動自
在に支持した産業用マニプレータにおいて、前記手首部
の回動駆動を行う手首部モータを前記上腕の基端部側に
設けると共に、前記ハンド部の回動駆動を行うハンド部
モータを前記上腕の基端部側に設けたことを特徴とす
る。
【００１０】また、上記目的を達成するための第２発明
の構成は、基台に旋回台を鉛直軸回りで回動自在に支持
し、該旋回台に下腕の基端部を水平軸回りで回動自在に
支持し、上腕の基端部を前記下腕の回動中心と平行な中
心軸回りで該下腕の先端に回動自在に支持し、手首部を
前記上腕の回動中心と平行な中心軸回りで該上腕の先端
に回動自在に支持し、ハンド部を前記手首部の回動中心
と交差する中心軸回りで該手首部に回動自在に支持した
産業用マニプレータにおいて、前記旋回台に支持リンク
の一端を回動自在に支持すると共に該支持リンクの他端
に下腕リンクの一端を回動自在に支持し、前記下腕との
支持点を挟んで前記手首部の反対側における前記上腕に
下腕リンクの他端を回動自在に支持し、前記手首部の回
動駆動を行う手首部モータと前記ハンド部の回動駆動を
行うハンド部モータとを有するモータハウジングを前記
上腕の基端部側に回動自在に支持し、前記旋回台に下リ
ンクの一端を回動自在に支持し、前記モータハウジング
に上リンクの一端を回動自在に支持すると共に前記下リ
ンクと該上リンクの他端同士を互いに回動自在に支持
し、更に、平行リンクの一端を前記下腕と前記上腕との
回動支持部に同軸状態で回動自在に支持すると共に該平
行リンクの他端を前記下リンクと前記上リンクの他端同
士の回動支持部に同軸状態で回動自在に支持することで
前記ハンド部を常時下向きに維持させ、前記手首モータ
の駆動力を前記手首部に伝える駆動力伝達手段と前記ハ
ンド部モータの駆動力を前記ハンド部に伝える駆動力伝
達手段とを前記上腕の内部に備えたことを特徴とする。
の構成は、基台に旋回台を鉛直軸回りで回動自在に支持
し、該旋回台に下腕の基端部を水平軸回りで回動自在に
支持し、上腕の基端部を前記下腕の回動中心と平行な中
心軸回りで該下腕の先端に回動自在に支持し、手首部を
前記上腕の回動中心と平行な中心軸回りで該上腕の先端
に回動自在に支持し、ハンド部を前記手首部の回動中心
と交差する中心軸回りで該手首部に回動自在に支持した
産業用マニプレータにおいて、前記旋回台に支持リンク
の一端を回動自在に支持すると共に該支持リンクの他端
に下腕リンクの一端を回動自在に支持し、前記下腕との
支持点を挟んで前記手首部の反対側における前記上腕に
下腕リンクの他端を回動自在に支持し、前記手首部の回
動駆動を行う手首部モータと前記ハンド部の回動駆動を
行うハンド部モータとを有するモータハウジングを前記
上腕の基端部側に回動自在に支持し、前記旋回台に下リ
ンクの一端を回動自在に支持し、前記モータハウジング
に上リンクの一端を回動自在に支持すると共に前記下リ
ンクと該上リンクの他端同士を互いに回動自在に支持
し、更に、平行リンクの一端を前記下腕と前記上腕との
回動支持部に同軸状態で回動自在に支持すると共に該平
行リンクの他端を前記下リンクと前記上リンクの他端同
士の回動支持部に同軸状態で回動自在に支持することで
前記ハンド部を常時下向きに維持させ、前記手首モータ
の駆動力を前記手首部に伝える駆動力伝達手段と前記ハ
ンド部モータの駆動力を前記ハンド部に伝える駆動力伝
達手段とを前記上腕の内部に備えたことを特徴とする。
【００１１】そして、第１発明もしくは第２発明の産業
用マニプレータは、マスタアームの動きに追従して動作
するマスタスレーブ形マニプレータにおけるスレーブア
ームであることを特徴とする。
用マニプレータは、マスタアームの動きに追従して動作
するマスタスレーブ形マニプレータにおけるスレーブア
ームであることを特徴とする。
【００１２】
【作用】第１発明では、基台に対する旋回台の回動、旋
回台に対する下腕の回動、下腕に対する上腕の回動、上
腕に対する手首部の回動及び手首部に対するハンド部の
回動によってハンド部を任意の位置に位置決めし、ハン
ド部によって所定場所での作業を実施する。手首部の回
動駆動及びハンド部の回動駆動は、上腕の基端部側に設
けられた手首部モータ及びハンド部モータの駆動によっ
て行う。
回台に対する下腕の回動、下腕に対する上腕の回動、上
腕に対する手首部の回動及び手首部に対するハンド部の
回動によってハンド部を任意の位置に位置決めし、ハン
ド部によって所定場所での作業を実施する。手首部の回
動駆動及びハンド部の回動駆動は、上腕の基端部側に設
けられた手首部モータ及びハンド部モータの駆動によっ
て行う。
【００１３】第２発明では、基台に対する旋回台の回
動、旋回台に対する下腕の回動、下腕に対する上腕の回
動、上腕に対する手首部の回動及び手首部に対するハン
ド部の回動によってハンド部を任意の位置に位置決め
し、ハンド部によって所定場所での作業を実施する。下
腕、上腕、支持リンク及び下腕リンクによって４節の平
行リンクが構成されて下腕と下腕リンクとが平行に保た
れると共に、平行リンク、上リンク、モータハウジング
及び上腕によってもう一つの４節の平行リンクが構成さ
れて平行リンクとモータハウジングとが平行に保たれ
る。これにより、下腕及び上腕に姿勢に係わらずハンド
部が下向きの姿勢に維持される。手首部の回動駆動及び
ハンド部の回動駆動は、上腕の基端部側に設けられた手
首部モータ及びハンド部モータの駆動により上腕の内部
に設けられた駆動力伝達手段を介して行われる。
動、旋回台に対する下腕の回動、下腕に対する上腕の回
動、上腕に対する手首部の回動及び手首部に対するハン
ド部の回動によってハンド部を任意の位置に位置決め
し、ハンド部によって所定場所での作業を実施する。下
腕、上腕、支持リンク及び下腕リンクによって４節の平
行リンクが構成されて下腕と下腕リンクとが平行に保た
れると共に、平行リンク、上リンク、モータハウジング
及び上腕によってもう一つの４節の平行リンクが構成さ
れて平行リンクとモータハウジングとが平行に保たれ
る。これにより、下腕及び上腕に姿勢に係わらずハンド
部が下向きの姿勢に維持される。手首部の回動駆動及び
ハンド部の回動駆動は、上腕の基端部側に設けられた手
首部モータ及びハンド部モータの駆動により上腕の内部
に設けられた駆動力伝達手段を介して行われる。
【００１４】
【実施例】以下本発明の産業用マニプレータを、マスタ
スレーブ形マニプレータにおけるスレーブアームに適用
した例に基づいて説明する。このスレーブアームは、図
８に示した従来のものと同様に、相似形に形成された図
示しないマスタアームを作業者が操作することによって
マスタアームと相似形となるように制御されるものであ
る。図１には本発明の一実施例に係るスレーブアームの
側面、図２には下腕が反時計回り方向に回動した状態の
側面、図３には下腕が時計回り方向に回動した状態の側
面、図４には上腕の基端部の詳細状態、図５には図４中
のV-V 線矢視状態、図６には手首部の詳細状態、図７に
は図６中のVII-VII 線矢視状態を示してある。
スレーブ形マニプレータにおけるスレーブアームに適用
した例に基づいて説明する。このスレーブアームは、図
８に示した従来のものと同様に、相似形に形成された図
示しないマスタアームを作業者が操作することによって
マスタアームと相似形となるように制御されるものであ
る。図１には本発明の一実施例に係るスレーブアームの
側面、図２には下腕が反時計回り方向に回動した状態の
側面、図３には下腕が時計回り方向に回動した状態の側
面、図４には上腕の基端部の詳細状態、図５には図４中
のV-V 線矢視状態、図６には手首部の詳細状態、図７に
は図６中のVII-VII 線矢視状態を示してある。
【００１５】図１乃至図３に示すように、床面２１には
基台２２が固定され、基台２２には旋回台２３が鉛直軸
回り（P1軸回り) で回動自在に支持されている。旋回台
２３には下腕２４の下端が水平軸回り（P2軸回り) で回
動自在に支持され、下腕２４の上端は上腕２５の基端部
に設けられた第１ブラケット２６にP2軸と平行な水平軸
回り（P3軸回り) で回動自在に支持されている。上腕２
５の先端部には手首部２７がP3軸と平行な水平軸回り
（P4軸回り) で回動自在に支持され、手首部２７にはハ
ンド部２８がP4軸に直交する軸回り（P5軸回り) で回動
自在に支持されている。基台２２に対して旋回台２３を
回動する１軸モータは基台２２内に収納され（図示省
略）、旋回台２３に対して下腕２４を回動させる２軸モ
ータ２９及び下腕２４に対して上腕２５を回動させる３
軸モータ３０は旋回台２３に設けられている。
基台２２が固定され、基台２２には旋回台２３が鉛直軸
回り（P1軸回り) で回動自在に支持されている。旋回台
２３には下腕２４の下端が水平軸回り（P2軸回り) で回
動自在に支持され、下腕２４の上端は上腕２５の基端部
に設けられた第１ブラケット２６にP2軸と平行な水平軸
回り（P3軸回り) で回動自在に支持されている。上腕２
５の先端部には手首部２７がP3軸と平行な水平軸回り
（P4軸回り) で回動自在に支持され、手首部２７にはハ
ンド部２８がP4軸に直交する軸回り（P5軸回り) で回動
自在に支持されている。基台２２に対して旋回台２３を
回動する１軸モータは基台２２内に収納され（図示省
略）、旋回台２３に対して下腕２４を回動させる２軸モ
ータ２９及び下腕２４に対して上腕２５を回動させる３
軸モータ３０は旋回台２３に設けられている。
【００１６】旋回台２３には支持リンク３１の一端が下
腕２４の下端と同一中心軸回り（P2軸回り) で回動自在
に支持され、支持リンク３１の他端には下腕リンク３２
の下端（一端）が回動自在（Q1軸回り）に支持されてい
る。図４に示すように、上腕２５の基端部の第１ブラケ
ット２６を挟んで手首部２７の反対側には第２ブラケッ
ト３３が設けられ、第２ブラケット３３には下腕リンク
３２の上端（他端）が回動自在（Q2軸回り）に支持され
ている。一方、上腕２５の基端部にはモータハウジング
３４がP3軸と平行な水平軸回り（Q3軸回り）で回動自在
に支持され、モータハウジング３４には固定アーム３５
が取り付けられている。モータハウジング３４には、上
腕２５に対して手首部２７を回動させる４軸モータ３６
が設けられていると共に、手首部２７に対してハンド部
２８を回動させる５軸モータ３７が設けられている。
腕２４の下端と同一中心軸回り（P2軸回り) で回動自在
に支持され、支持リンク３１の他端には下腕リンク３２
の下端（一端）が回動自在（Q1軸回り）に支持されてい
る。図４に示すように、上腕２５の基端部の第１ブラケ
ット２６を挟んで手首部２７の反対側には第２ブラケッ
ト３３が設けられ、第２ブラケット３３には下腕リンク
３２の上端（他端）が回動自在（Q2軸回り）に支持され
ている。一方、上腕２５の基端部にはモータハウジング
３４がP3軸と平行な水平軸回り（Q3軸回り）で回動自在
に支持され、モータハウジング３４には固定アーム３５
が取り付けられている。モータハウジング３４には、上
腕２５に対して手首部２７を回動させる４軸モータ３６
が設けられていると共に、手首部２７に対してハンド部
２８を回動させる５軸モータ３７が設けられている。
【００１７】また、旋回台２３には第３ブラケット３８
が固定され、第３ブラケット３８には下リンク３９の下
端（一端）がQ1軸と平行な軸回り（Q4軸回り）で回動自
在に支持されている。モータハウジング３４の固定アー
ム３５には上リンク４０の上端（一端）がQ4軸と平行な
軸回り（Q5軸回り）で回動自在に支持され、下リンク３
９の上端（他端）と上リンク４０の下端（他端）がQ5軸
と平行な軸回り（Q6軸回り）で互いに回動自在に支持さ
れている。更に、平行リンク４１の一端が第１ブラケッ
ト２６の下腕２４の支持部（P3軸) に同軸状態で回動自
在に支持され、平行リンク４１の他端が下リンク３９の
上端と上リンク４０の下端の支持部（Q6軸）に同軸状態
に支持されている。尚、図中の符号で４２はカウンタウ
エイト、４３はバランス用のシリンダである。
が固定され、第３ブラケット３８には下リンク３９の下
端（一端）がQ1軸と平行な軸回り（Q4軸回り）で回動自
在に支持されている。モータハウジング３４の固定アー
ム３５には上リンク４０の上端（一端）がQ4軸と平行な
軸回り（Q5軸回り）で回動自在に支持され、下リンク３
９の上端（他端）と上リンク４０の下端（他端）がQ5軸
と平行な軸回り（Q6軸回り）で互いに回動自在に支持さ
れている。更に、平行リンク４１の一端が第１ブラケッ
ト２６の下腕２４の支持部（P3軸) に同軸状態で回動自
在に支持され、平行リンク４１の他端が下リンク３９の
上端と上リンク４０の下端の支持部（Q6軸）に同軸状態
に支持されている。尚、図中の符号で４２はカウンタウ
エイト、４３はバランス用のシリンダである。
【００１８】図５に基づいてモータハウジング３４の取
付き部について説明する。図に示すように、第１ブラケ
ット２６には軸受４４を介して下腕２４の上端が回動自
在に支持され、下腕２４には中心ピン４５（P3軸) 及び
軸受４６を介して平行リンク４１が回動自在に支持され
ている。一方、上腕２５には軸受４７を介してモータハ
ウジング３４が回動自在（Q3軸）に支持され、上腕２５
を挟んでモータハウジング３４には４軸モータ３６及び
５軸モータ３７が減速機４８，４９と共に設けられてい
る。また、４軸モータ３６及び５軸モータ３７には図示
しない位置検出器を備えている。上腕２５内に位置する
モータハウジング３４には軸受５０を介して４軸スプロ
ケット５１が回転自在に支持されており、４軸スプロケ
ット５１にはモータハウジング３４内に位置する入力歯
車５２が設けられている。また、上腕２５内に位置する
モータハウジング３４には軸受５３を介して５軸スプロ
ケット５４が回転自在に支持されており、５軸スプロケ
ット５４にはモータハウジング３４内に位置する入力歯
車５５が設けられている。４軸モータ３６の出力歯車５
６が入力歯車５２に噛み合うと共に５軸モータ３７の出
力歯車５７が入力歯車５５に噛み合っており、４軸モー
タ３６及び５軸モータ３７の駆動により４軸スプロケッ
ト５１及び５軸スプロケット５４が駆動されるようにな
っている。４軸スプロケット５１には４軸チェーン５８
が巻き掛けられており、５軸スプロケット５４には５軸
チェーン５９が巻き掛けられている。
付き部について説明する。図に示すように、第１ブラケ
ット２６には軸受４４を介して下腕２４の上端が回動自
在に支持され、下腕２４には中心ピン４５（P3軸) 及び
軸受４６を介して平行リンク４１が回動自在に支持され
ている。一方、上腕２５には軸受４７を介してモータハ
ウジング３４が回動自在（Q3軸）に支持され、上腕２５
を挟んでモータハウジング３４には４軸モータ３６及び
５軸モータ３７が減速機４８，４９と共に設けられてい
る。また、４軸モータ３６及び５軸モータ３７には図示
しない位置検出器を備えている。上腕２５内に位置する
モータハウジング３４には軸受５０を介して４軸スプロ
ケット５１が回転自在に支持されており、４軸スプロケ
ット５１にはモータハウジング３４内に位置する入力歯
車５２が設けられている。また、上腕２５内に位置する
モータハウジング３４には軸受５３を介して５軸スプロ
ケット５４が回転自在に支持されており、５軸スプロケ
ット５４にはモータハウジング３４内に位置する入力歯
車５５が設けられている。４軸モータ３６の出力歯車５
６が入力歯車５２に噛み合うと共に５軸モータ３７の出
力歯車５７が入力歯車５５に噛み合っており、４軸モー
タ３６及び５軸モータ３７の駆動により４軸スプロケッ
ト５１及び５軸スプロケット５４が駆動されるようにな
っている。４軸スプロケット５１には４軸チェーン５８
が巻き掛けられており、５軸スプロケット５４には５軸
チェーン５９が巻き掛けられている。
【００１９】図６、図７に基づいて駆動力伝達手段及び
手首部２７、ハンド部２８の支持状況を説明する。図に
示すように、上腕２５の先端部には軸受６０を介して手
首部２７が回動自在（P4軸) に支持され、手首部２７の
回動中心部には４軸駆動スプロケット６１が固定されて
いる。また、上腕２５の先端部には軸受６２を介してP4
軸と同軸状に５軸駆動スプロケット６３が回転自在に支
持され、５軸駆動スプロケット６３には伝達歯車６４が
設けられている。手首部２７には軸受６５を介してハン
ド部２８が回動自在（P5軸) に支持され、ハンド部２８
には入力傘歯車６６が固定されている。入力傘歯車６６
には傘歯車６７、第２伝達歯車６８及び中間歯車６９を
介して伝達歯車６４が噛み合い、５軸駆動スプロケット
６３の駆動力がハンド部２８に伝えられる。
手首部２７、ハンド部２８の支持状況を説明する。図に
示すように、上腕２５の先端部には軸受６０を介して手
首部２７が回動自在（P4軸) に支持され、手首部２７の
回動中心部には４軸駆動スプロケット６１が固定されて
いる。また、上腕２５の先端部には軸受６２を介してP4
軸と同軸状に５軸駆動スプロケット６３が回転自在に支
持され、５軸駆動スプロケット６３には伝達歯車６４が
設けられている。手首部２７には軸受６５を介してハン
ド部２８が回動自在（P5軸) に支持され、ハンド部２８
には入力傘歯車６６が固定されている。入力傘歯車６６
には傘歯車６７、第２伝達歯車６８及び中間歯車６９を
介して伝達歯車６４が噛み合い、５軸駆動スプロケット
６３の駆動力がハンド部２８に伝えられる。
【００２０】図４に示すように、上腕２５内には案内ス
プロケット７０，７１が支持されている。４軸スプロケ
ット５１、案内スプロケット７０及び４軸駆動スプロケ
ット６１にわたって４軸チェーン５８が巻き掛けられ、
４軸モータ３６の駆動によって手首部２７が回動される
ようになっている。また、５軸スプロケット５４、案内
スプロケット７１及び５軸スプロケット５４にわたって
５軸チェーン５９が巻き掛けられ、５軸モータ３７の駆
動によってハンド部２８が回動されるようになってい
る。つまり、手首部２７及びハンド部２８に駆動力を伝
える駆動力伝達手段は上腕２５の内部に備えられてい
る。尚、駆動力伝達手段として、４軸チェーン５８及び
５軸チェーン５９を上腕２５内に巻き掛けるようにした
が、これに限定されず、例えば、上腕２５内に平行リン
クを設ける等、他の機構を用いることも可能である。
プロケット７０，７１が支持されている。４軸スプロケ
ット５１、案内スプロケット７０及び４軸駆動スプロケ
ット６１にわたって４軸チェーン５８が巻き掛けられ、
４軸モータ３６の駆動によって手首部２７が回動される
ようになっている。また、５軸スプロケット５４、案内
スプロケット７１及び５軸スプロケット５４にわたって
５軸チェーン５９が巻き掛けられ、５軸モータ３７の駆
動によってハンド部２８が回動されるようになってい
る。つまり、手首部２７及びハンド部２８に駆動力を伝
える駆動力伝達手段は上腕２５の内部に備えられてい
る。尚、駆動力伝達手段として、４軸チェーン５８及び
５軸チェーン５９を上腕２５内に巻き掛けるようにした
が、これに限定されず、例えば、上腕２５内に平行リン
クを設ける等、他の機構を用いることも可能である。
【００２１】上記構成のスレーブアームは、下腕２４、
上腕２５、支持リンク３１及び下腕リンク３２（P2軸、
P3軸、Q1軸、Q2軸）によって４節の平行リンクが構成さ
れ、上腕２５の第１ブラケット２６、モータハウジング
３４の固定アーム３５、上リンク４０及び平行リンク４
１（P3軸、Q3軸、Q5軸、Q6軸）によって４節の平行リン
クが構成されている。つまり、下腕２４及び上腕２５の
状況に係わらずモータハウジング３４と平行リンク４１
が常に一定角度で平行に保たれ、手首部２７の角度が一
定角度に保たれる（図１乃至図３参照）。即ち、ハンド
部２８は常に下向きに保持されている。
上腕２５、支持リンク３１及び下腕リンク３２（P2軸、
P3軸、Q1軸、Q2軸）によって４節の平行リンクが構成さ
れ、上腕２５の第１ブラケット２６、モータハウジング
３４の固定アーム３５、上リンク４０及び平行リンク４
１（P3軸、Q3軸、Q5軸、Q6軸）によって４節の平行リン
クが構成されている。つまり、下腕２４及び上腕２５の
状況に係わらずモータハウジング３４と平行リンク４１
が常に一定角度で平行に保たれ、手首部２７の角度が一
定角度に保たれる（図１乃至図３参照）。即ち、ハンド
部２８は常に下向きに保持されている。
【００２２】上記構成のスレーブアームは、図示しない
マスタアームを作業者が操作することによってマスタア
ームと相似形となるように制御される。即ち、マスタア
ームの操作状況に応じて各軸の回動量が検出され、検出
された回動量に基づいて１軸モータ、２軸モータ２９、
３軸モータ３０、４軸モータ３６及び５軸モータ３７が
駆動される。これによって、旋回台２３、下腕２４、上
腕２５、手首部２７及びハンド部２８が回動してマスタ
アームと相似形となる状態に動作される。この時、下腕
２４、上腕２５、支持リンク３１及び下腕リンク３２に
よって４節の平行リンクが構成されて下腕２４と下腕リ
ンク３２とが平行に保たれると共に、平行リンク４１、
上リンク４０、モータハウジング３４の固定アーム３５
及び上腕２５の第１ブラケット２６によってもう一つの
４節の平行リンクが構成されて平行リンク４１とモータ
ハウジング３４とが平行に保たれる。従って、下腕２４
及び上腕２５の姿勢に係わらずハンド部２８が下向きの
姿勢に維持される。これにより、下向き作業が大半を占
めるスレーブアーム（産業用マニプレータ）のハンド部
２８が下向き姿勢に維持されるので、各種の作業を操作
性良く行うことができる。
マスタアームを作業者が操作することによってマスタア
ームと相似形となるように制御される。即ち、マスタア
ームの操作状況に応じて各軸の回動量が検出され、検出
された回動量に基づいて１軸モータ、２軸モータ２９、
３軸モータ３０、４軸モータ３６及び５軸モータ３７が
駆動される。これによって、旋回台２３、下腕２４、上
腕２５、手首部２７及びハンド部２８が回動してマスタ
アームと相似形となる状態に動作される。この時、下腕
２４、上腕２５、支持リンク３１及び下腕リンク３２に
よって４節の平行リンクが構成されて下腕２４と下腕リ
ンク３２とが平行に保たれると共に、平行リンク４１、
上リンク４０、モータハウジング３４の固定アーム３５
及び上腕２５の第１ブラケット２６によってもう一つの
４節の平行リンクが構成されて平行リンク４１とモータ
ハウジング３４とが平行に保たれる。従って、下腕２４
及び上腕２５の姿勢に係わらずハンド部２８が下向きの
姿勢に維持される。これにより、下向き作業が大半を占
めるスレーブアーム（産業用マニプレータ）のハンド部
２８が下向き姿勢に維持されるので、各種の作業を操作
性良く行うことができる。
【００２３】また上記構成のスレーブアームでは、手首
部２７の回動駆動及びハンド部２８の回動駆動は、上腕
２５の基端部側にモータハウジング３４を介して設けら
れた４軸モータ１７及び５軸モータ１８の駆動により上
腕２５の内部に設けられた駆動力伝達手段を介して行わ
れるので、上腕２５の先端部における手首部２７の部位
に駆動源が存在することがない。このため、上腕２５の
荷重バランスが良くなり３軸モータ３０の負荷の軽減が
図れる。また、手首部２７の視野を妨げる部材が存在し
ないので、マスタアームを作業者が操作する際にハンド
部２８の作業状況の認識が容易となる。また、熱に弱い
モータ等の部品が上腕２５の基端部に配置されているの
で、炉前作業等の耐熱作業にハンド部２８を用いること
が可能となり、適用可能な作業種類が増加する。
部２７の回動駆動及びハンド部２８の回動駆動は、上腕
２５の基端部側にモータハウジング３４を介して設けら
れた４軸モータ１７及び５軸モータ１８の駆動により上
腕２５の内部に設けられた駆動力伝達手段を介して行わ
れるので、上腕２５の先端部における手首部２７の部位
に駆動源が存在することがない。このため、上腕２５の
荷重バランスが良くなり３軸モータ３０の負荷の軽減が
図れる。また、手首部２７の視野を妨げる部材が存在し
ないので、マスタアームを作業者が操作する際にハンド
部２８の作業状況の認識が容易となる。また、熱に弱い
モータ等の部品が上腕２５の基端部に配置されているの
で、炉前作業等の耐熱作業にハンド部２８を用いること
が可能となり、適用可能な作業種類が増加する。
【００２４】上述した実施例では、産業用マニプレータ
として、マスタアームの動きに追従して動作するマスタ
スレーブ形マニプレータにおけるスレーブアームを例に
挙げて説明したが、産業用マニプレータとしてはスレー
ブアームに限定されるものではない。
として、マスタアームの動きに追従して動作するマスタ
スレーブ形マニプレータにおけるスレーブアームを例に
挙げて説明したが、産業用マニプレータとしてはスレー
ブアームに限定されるものではない。
【００２５】
【発明の効果】第１発明の産業用マニプレータは、下腕
の上端に上腕の基端部が回動自在に支持され、上腕の先
端部に手首部が回動自在に支持されると共に手首部にハ
ンド部が回動自在に支持された産業用マニプレータにお
いて、手首部の駆動を行う手首部モータ及びハンド部の
駆動を行うハンド部モータを上腕の基端部側に設けたの
で、上腕の先端部に駆動源が集中することがない。この
結果、上腕の荷重バランスが良くなり３軸負荷の軽減が
図れる。また、手首部の視野を妨げる部材が存在しない
ので、操作時にハンド部を見るための障害物が無くなっ
てハンド部の作業状況の認識が容易となり、操作性が格
段に向上する。また、熱に弱いモータ等の部品が上腕の
基端部に配置されているので、炉前作業等の耐熱作業に
ハンド部を用いることが可能となり、熱的悪環境下への
適用範囲が格段に向上して適用可能な作業種類が増加
し、省力化と作業環境改善が図れる。
の上端に上腕の基端部が回動自在に支持され、上腕の先
端部に手首部が回動自在に支持されると共に手首部にハ
ンド部が回動自在に支持された産業用マニプレータにお
いて、手首部の駆動を行う手首部モータ及びハンド部の
駆動を行うハンド部モータを上腕の基端部側に設けたの
で、上腕の先端部に駆動源が集中することがない。この
結果、上腕の荷重バランスが良くなり３軸負荷の軽減が
図れる。また、手首部の視野を妨げる部材が存在しない
ので、操作時にハンド部を見るための障害物が無くなっ
てハンド部の作業状況の認識が容易となり、操作性が格
段に向上する。また、熱に弱いモータ等の部品が上腕の
基端部に配置されているので、炉前作業等の耐熱作業に
ハンド部を用いることが可能となり、熱的悪環境下への
適用範囲が格段に向上して適用可能な作業種類が増加
し、省力化と作業環境改善が図れる。
【００２６】また、第２発明の産業用マニプレータは、
下腕の上端に上腕の基端部が回動自在に支持され、上腕
の先端部に手首部が回動自在に支持されると共に手首部
にハンド部が回動自在に支持された産業用マニプレータ
において、４節平行リンクによってモータハウジングの
角度を所定角度に維持し、手首部の駆動を行う手首部モ
ータ及びハンド部の駆動を行うハンド部モータをモータ
ハウジングを介して上腕の基端部側に設けたので、ハン
ド部が常に下向きに保持されて上腕の先端部に駆動源が
集中することがない。この結果、ハンド部を常に下向き
に保持した状態で動作させることが可能となり、操作性
を向上させることが可能になる。また、上腕の荷重バラ
ンスが良くなり３軸負荷の軽減が図れる。また、手首部
の視野を妨げる部材が存在しないので、操作時にハンド
部を見るための障害物が無くなってハンド部の作業状況
の認識が容易となり、操作性が格段に向上する。また、
熱に弱いモータ等の部品が上腕の基端部に配置されてい
るので、炉前作業等の耐熱作業にハンド部を用いること
が可能となり、熱的悪環境下への適用範囲が格段に向上
して適用可能な作業種類が増加し、省力化と作業環境改
善が図れる。
下腕の上端に上腕の基端部が回動自在に支持され、上腕
の先端部に手首部が回動自在に支持されると共に手首部
にハンド部が回動自在に支持された産業用マニプレータ
において、４節平行リンクによってモータハウジングの
角度を所定角度に維持し、手首部の駆動を行う手首部モ
ータ及びハンド部の駆動を行うハンド部モータをモータ
ハウジングを介して上腕の基端部側に設けたので、ハン
ド部が常に下向きに保持されて上腕の先端部に駆動源が
集中することがない。この結果、ハンド部を常に下向き
に保持した状態で動作させることが可能となり、操作性
を向上させることが可能になる。また、上腕の荷重バラ
ンスが良くなり３軸負荷の軽減が図れる。また、手首部
の視野を妨げる部材が存在しないので、操作時にハンド
部を見るための障害物が無くなってハンド部の作業状況
の認識が容易となり、操作性が格段に向上する。また、
熱に弱いモータ等の部品が上腕の基端部に配置されてい
るので、炉前作業等の耐熱作業にハンド部を用いること
が可能となり、熱的悪環境下への適用範囲が格段に向上
して適用可能な作業種類が増加し、省力化と作業環境改
善が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係るスレーブアームの側面
図。
図。
【図２】下腕が反時計回り方向に回動した状態の側面
図。
図。
【図３】下腕が時計回り方向に回動した状態の側面図。
【図４】上腕の基端部の詳細図。
【図５】図４中のV-V 線矢視図。
【図６】手首部の詳細図。
【図７】図６中のVII-VII 線矢視図。
【図８】従来のスレーブアームの側面図。
２１ 床面 ２２ 基台 ２３ 旋回台 ２４ 下腕 ２５ 上腕 ２６ 第１ブラケット ２７ 手首部 ２８ ハンド部 ２９ ２軸モータ ３０ ３軸モータ ３１ 支持リンク ３２ 下腕リンク ３３ 第２ブラケット ３４ モータハウジング ３５ 固定アーム ３６ ４軸モータ ３７ ５軸モータ ３８ 第３ブラケット ３９ 下リンク ４０ 上リンク ４１ 平行リンク ４２ カウンタウエイト ５１ ４軸スプロケット ５４ ５軸スプロケット ５８ ４軸チェーン ５９ ５軸チェーン ６１ ４軸駆動スプロケット ６３ ５軸駆動スプロケット ７０，７１ 案内スプロケット
フロントページの続き (72)発明者 川渕 義臣 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内
Claims (3)
- 【請求項１】 基台に旋回台を鉛直軸回りで回動自在に
支持し、該旋回台に下腕の基端部を水平軸回りで回動自
在に支持し、上腕の基端部を前記下腕の回動中心と平行
な中心軸回りで該下腕の先端に回動自在に支持し、手首
部を前記上腕の回動中心と平行な中心軸回りで該上腕の
先端に回動自在に支持し、ハンド部を前記手首部の回動
中心と交差する中心軸回りで該手首部に回動自在に支持
した産業用マニプレータにおいて、前記手首部の回動駆
動を行う手首部モータを前記上腕の基端部側に設けると
共に、前記ハンド部の回動駆動を行うハンド部モータを
前記上腕の基端部側に設けたことを特徴とする産業用マ
ニプレータ。 - 【請求項２】 基台に旋回台を鉛直軸回りで回動自在に
支持し、該旋回台に下腕の基端部を水平軸回りで回動自
在に支持し、上腕の基端部を前記下腕の回動中心と平行
な中心軸回りで該下腕の先端に回動自在に支持し、手首
部を前記上腕の回動中心と平行な中心軸回りで該上腕の
先端に回動自在に支持し、ハンド部を前記手首部の回動
中心と交差する中心軸回りで該手首部に回動自在に支持
した産業用マニプレータにおいて、前記旋回台に支持リ
ンクの一端を回動自在に支持すると共に該支持リンクの
他端に下腕リンクの一端を回動自在に支持し、前記下腕
との支持点を挟んで前記手首部の反対側における前記上
腕に下腕リンクの他端を回動自在に支持し、前記手首部
の回動駆動を行う手首部モータと前記ハンド部の回動駆
動を行うハンド部モータとを有するモータハウジングを
前記上腕の基端部側に回動自在に支持し、前記旋回台に
下リンクの一端を回動自在に支持し、前記モータハウジ
ングに上リンクの一端を回動自在に支持すると共に前記
下リンクと該上リンクの他端同士を互いに回動自在に支
持し、更に、平行リンクの一端を前記下腕と前記上腕と
の回動支持部に同軸状態で回動自在に支持すると共に該
平行リンクの他端を前記下リンクと前記上リンクの他端
同士の回動支持部に同軸状態で回動自在に支持すること
で前記ハンド部を常時下向きに維持させ、前記手首モー
タの駆動力を前記手首部に伝える駆動力伝達手段と前記
ハンド部モータの駆動力を前記ハンド部に伝える駆動力
伝達手段とを前記上腕の内部に備えたことを特徴とする
産業用マニプレータ。 - 【請求項３】 前記産業用マニプレータは、マスタアー
ムの動きに追従して動作するマスタスレーブ形マニプレ
ータにおけるスレーブアームであることを特徴とする請
求項１もしくは請求項２に記載の産業用マニプレータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7139107A JP2710585B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 産業用マニプレータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7139107A JP2710585B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 産業用マニプレータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08323663A true JPH08323663A (ja) | 1996-12-10 |
| JP2710585B2 JP2710585B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=15237654
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7139107A Expired - Lifetime JP2710585B2 (ja) | 1995-06-06 | 1995-06-06 | 産業用マニプレータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2710585B2 (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006315178A (ja) * | 2006-09-04 | 2006-11-24 | Nachi Fujikoshi Corp | 産業用ロボット |
| CN1978004B (zh) | 2005-11-30 | 2010-11-03 | 中国科学院自动化研究所 | 火灾抢险机器人系统及其方法 |
| JP2012223849A (ja) * | 2011-04-19 | 2012-11-15 | Yaskawa Electric Corp | ロボット |
| WO2017006636A1 (ja) * | 2015-07-04 | 2017-01-12 | 学校法人早稲田大学 | ロボットアームの制御システム |
| KR20230070410A (ko) * | 2020-09-23 | 2023-05-23 | 하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤 | 검사 장치 |
| JP2023121242A (ja) * | 2022-02-21 | 2023-08-31 | 川崎重工業株式会社 | 回収ボイラー |
Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN105643608A (zh) * | 2016-04-11 | 2016-06-08 | 谢博 | 一种钢材热塑变形抓取装置 |
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| JPH0724754A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-01-27 | Komatsu Ltd | 作業用ロボット及びその制御方法 |
-
1995
- 1995-06-06 JP JP7139107A patent/JP2710585B2/ja not_active Expired - Lifetime
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