JPH0852684A - ロボットアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構造の簡素化並びに低コスト化して適用範囲
の拡大を図ったロボットアームを提供する。 【構成】 基端アーム部１１と、基端アーム部１１に対
して長手方向に沿って伸縮自在に連結された第１アーム
部１３及び第２アーム部１５と、各アーム１１，１３，
１５に掛け回されたワイヤ３２を有するアーム伸長用滑
車機構１７及びアーム縮小用滑車機構１９と、アーム伸
長用滑車機構１７及びアーム縮小用滑車機構１８を駆動
する駆動モータ１６と、各アーム１１，１３，１５をそ
れぞれの伸縮位置で固定するアーム位置決め機構１９，
２０とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、一般産業用機械、特
に、高真空中などの極限雰囲気中にて使用されるロボッ
トアームに関する。

【０００２】

【従来の技術】高真空中などの極限雰囲気中にて使用さ
れるロボットアームはピストンシリンダによって伸縮駆
動するものが一般的である。図５に従来のピストンシリ
ンダによる伸縮駆動式ロボットアームの概略を示す。

【０００３】図５に示すように、筒状のシリンダケース
１０１は内部にピストン１０２が移動自在に嵌合してお
り、このピストン１０２にはピストンロッド１０３を介
して図示しないロボットアームが装着されている。ま
た、シリンダケース１０１はこのピストン１０２によっ
て２つのシリンダ室１０４，１０５が形成されている。
そして、各シリンダ室１０４，１０５の供給ポート１０
６，１０７にはそれぞれ供給弁１０８，１０９を有する
流体供給路１１０，１１１が接続され、この流体供給路
１１０，１１１は流体ポンプ１１２に接続されている。
また、各シリンダ室１０４，１０５の排出ポート１１
３，１１４にはそれぞれ排出弁１１５，１１６を有する
流体供給路１１７，１１８が接続され、この流体排出路
１１７，１１８は流体タンク１１９に接続されている。

【０００４】従って、供給弁１０９及び排出弁１１５を
開放した状態で、流体ポンプ１１２を駆動して流体を流
体供給路１１１を通って供給ポート１０７からシリンダ
室１０５内に供給すると、このシリンダ室１０５内が加
圧されてピストン１０２が上方に押され、ピストンロッ
ド１０３を介してロボットアームが伸長する。このと
き、シリンダ室１０４内の流体は排出ポート１１３から
流体排出路１１７を通って流体タンク１１９に排出され
る。一方、供給弁１０８及び排出弁１１６を開放した状
態で、流体ポンプ１１２を駆動して流体を流体供給路１
１０を通って供給ポート１０６からシリンダ室１０４内
に供給すると、このシリンダ室１０４内が加圧されてピ
ストン１０２が下方に押され、ピストンロッド１０３を
介してロボットアームが縮小する。このとき、シリンダ
室１０５内の流体は排出ポート１１４から流体排出路１
１８を通って流体タンク１１９に排出される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来のロボットアームにあっては、流体を加圧することで
ピストンシリンダを駆動し、ロボットアームを伸縮動作
させている。このような従来のロボットアームを高真空
下で使用する場合、高い清浄度が要求されるため、流体
を内包するように高いシール性が必要となる。この高い
シール性を満足させることは困難であり、そのために
は、機構の大型化及び高コスト化を招いてしまうという
問題があった。

【０００６】本発明はこのような問題を解決するもので
あって、構造の簡素化並びに低コスト化して適用範囲の
拡大を図ったロボットアームを提供することを目的とす
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めの本発明のロボットアームは、基端アーム部と、該基
端アーム部に対して長手方向に沿って伸縮自在に連結さ
れた複数のアーム部と、前記各アームに掛け回されたワ
イヤを有するアーム伸長用滑車機構及びアーム縮小用滑
車機構と、前記基端アーム部に設けられて該アーム伸長
用滑車機構及びアーム縮小用滑車機構を駆動する駆動部
と、前記各アームをそれぞれの伸縮位置で固定するアー
ム位置決め機構とを具えたことを特徴とするものであ
る。

【０００８】

【作用】駆動部によりアーム伸長用滑車機構を駆動する
と、ワイヤが牽引され、基端アーム部に対して複数のア
ーム部が長手方向に沿って伸長し、各アームの伸長位置
ではアーム位置決め機構により位置保持される。一方、
駆動部によりアーム縮小用滑車機構を駆動すると、ワイ
ヤが牽引され、基端アーム部に対して複数のアーム部が
長手方向に沿って縮小し、各アームの縮小位置ではアー
ム位置決め機構により位置保持される。

【０００９】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を詳細
に説明する。

【００１０】図１に本発明の一実施例に係るロボットア
ームを表す斜視、図２にロボットアームのアーム伸長用
滑車機構を表す平面視、図３にロボットアームのアーム
縮小用滑車機構を表す平面視、図４にロボットアームの
位置決め機構を表す概略を示す。

【００１１】図１乃至図３に示すように、本実施例のロ
ボットアームにおいて、基端アーム部１１は箱形形状を
なし、内部に長手方向一方に開口する凹部１２が形成さ
れている。第１アーム部１３は基端アーム部１１と同様
に箱形形状をなし、外周部が基端アーム部１１の凹部１
２に摺動自在に嵌合しており、内部に長手方向一方に開
口する凹部１４が形成されている。第２アーム部１５は
棒形形状をなし、外周部が第１アーム部１３の凹部１４
に摺動自在に嵌合している。このように基端アーム部１
１及び第１アーム部１３、第２アーム部１５はそれぞれ
長手方向に沿って伸縮自在に連結される。なお、各アー
ム部１１，１３，１５間には図示しないストッパが設け
られており、それぞれの伸長量が規制されている。

【００１２】この基端アーム部１１に対して第１アーム
部１３及び第２アーム部１５はそれぞれ駆動部としての
駆動モータ１６によりアーム伸長用滑車機構１７及びア
ーム縮小用滑車機構１８を駆動することで伸縮駆動する
ことができると共に、アーム位置決め機構１９，２０に
より各アーム１３，１５をそれぞれの適宜の伸縮位置で
固定することができるようになっている。

【００１３】即ち、基端アーム部１１はその一端部に駆
動モータ１６と駆動連結された支持軸２１に駆動滑車２
２が固結されると共に、この基端アーム部１１の一側に
所定間隔をあけて滑車２３，２４が枢着されている。第
１アーム部１３はその一側に所定間隔をあけて滑車２
５，２６が枢着されている。第２アーム部１５はその基
端部に滑車２７が枢着されている。また、基端アーム部
１１はその基端部に滑車２３と対向して滑車２８が枢着
されると共に、この滑車２８に隣接して滑車３０が枢着
されている。第１アーム部１３はその基端部に滑車２５
と対向して滑車２９が枢着されている。第２アーム部１
５は滑車２７と同軸上に滑車３１が枢着されている。そ
して、１本のワイヤ３２は中間部が駆動滑車２２に巻か
れ、一端が滑車２３，２４，２５，２６，２７，を介し
て第１アーム部１３の先端部に固定された固定ピン３３
に係止されている。また、駆動滑車２２に巻かれたワイ
ヤ３２の他端は滑車２８，２９，３０，３１を介して第
１アーム部１３の基端部に固定された固定ピン３４に係
止されている。

【００１４】従って、駆動モータ１６及び駆動滑車２
２、各滑車２３，２４，２５，２６，２７と掛け回され
たワイヤ３２によってアーム伸長用滑車機構１７が構成
され、駆動モータ１６及び駆動滑車２２、各滑車２８，
２９，３０，３１と掛け回されたワイヤ３２によってア
ーム縮小用滑車機構１８が構成されている。

【００１５】また、アーム位置決め機構１９，２０は、
図４(ａ)に示すように、基端アーム部１１及び第１アー
ム部１３の両側部に設けられている。このアーム位置決
め機構１９，２０はほぼ同様の構成をなし、基端が基端
アーム部１１あるいは第１アーム部１３に係止されて先
端部が第１アーム部１３あるいは第２アーム部１５に圧
接する係止部材３５とこの係止部材３５を保持する取付
ボルト３６より構成されている。そして、この係止部材
３５は、図４(ｂ)に示すように、板ばね３６に断熱材３
７及び熱伝導率調整材３８を介して形状記憶合金３９が
固着されて構成され、形状記憶合金３９の凸部４０が第
１アーム部１３あるいは第２アーム部１５に圧接するよ
うに取付けられている。

【００１６】従って、基端アーム部１１に対して第１ア
ーム部１３が、あるいは第１アーム部１３に対して第２
アーム部１５が伸縮し、アーム位置決め機構１９，２０
における係止部材３５の圧接部に摩擦熱が発生すると、
形状記憶合金３９が変態点を越え、係止部材３５全体を
変形させることで摩擦抵抗を減少させるようにしてい
る。そして、アーム部１３，１５の伸縮が停止すると、
係止部材３５の圧接部に摩擦熱が発生せず、形状記憶合
金３９により係止部材３５の元に戻ることで摩擦抵抗を
増加する。なお、取付ボルト３６の締付力を調整するこ
とで、係止部材３５による第１アーム部１３あるいは第
２アーム部１５への圧接力を変え、基端アーム部１１に
対して第１アーム部１３及び第２アーム部１５の移動開
始順位が設定されている。

【００１７】而して、図１に示すように、駆動モータ１
６を駆動して駆動滑車２２を同図Ａ方向に回転させる
と、各滑車２３，２４，２５，２６，２７を介して同方
向にワイヤ３２が牽引される。すると、基端アーム部１
１に対して第１アーム部１３が伸長し、且つ、第１アー
ム部１３に対して第２アーム部１５が伸長する。このと
き、駆動滑車２２からは各滑車２８，２９，３０，３１
を介してワイヤ３２が繰り出されることとなり、このワ
イヤ３２の伸縮側と縮小側とでワイヤ３２の牽引量と繰
出量が等しくなるように滑車の数及び取付位置が設定さ
れている。そして、各アーム１３，１５の伸長位置では
アーム位置決め機構１９，２０の各係止部材３５により
所定の停止位置に位置保持される。

【００１８】一方、この各アーム１３，１５の伸長位置
から駆動モータ１６を駆動して駆動滑車２２を同図Ｂ方
向に回転させると、各滑車２８，２９，３０，３１を介
して同方向にワイヤ３２が牽引される。すると、基端ア
ーム部１１に対して第１アーム部１３が縮小し、且つ、
第１アーム部１３に対して第２アーム部１５が縮小す
る。このとき、駆動滑車２２からは各滑車２３，２４，
２５，２６，２７を介してワイヤ３２が繰り出されるこ
ととなる。そして、各アーム１３，１５の縮小位置では
アーム位置決め機構１９，２０の各係止部材３５により
所定の停止位置に位置保持される。

【００１９】なお、上述の実施例において、ロボットア
ームを基端アーム部１１及び第１アーム部１３、第２ア
ーム部１５にて構成したが、アームの数は実施例に限定
されるものではない。

【００２０】

【発明の効果】以上、実施例を挙げて詳細に説明したよ
うに本発明のロボットアームによれば、基端アーム部に
対して長手方向に沿って複数のアーム部を伸縮自在に連
結し、各アームに掛け回されたワイヤを有して駆動部に
より駆動するアーム伸長用滑車機構及びアーム縮小用滑
車機構と各アームをそれぞれの伸縮位置で固定するアー
ム位置決め機構とを設けたので、構造の簡素化して製作
性及び保守性に優れ、大幅なコストの低減を図ることが
でき、その結果、高真空中などの極限雰囲気中にて使用
でき、その適用範囲の拡大を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るロボットアームを表す
斜視図である。

【図２】ロボットアームのアーム伸長用滑車機構を表す
平面図である。

【図３】ロボットアームのアーム縮小用滑車機構を表す
平面図である。

【図４】ロボットアームの位置決め機構を表す概略図で
ある。

【図５】従来のピストンシリンダによる伸縮駆動式ロボ
ットアームの概略図である。

【符号の説明】

１１ 基端アーム部 １３ 第１アーム部 １５ 第２アーム部 １６ 駆動モータ １７ アーム伸縮用滑車機構 １８ アーム縮小用滑車機構 １９，２０ アーム位置決め機構 ３５ 係止部材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端アーム部と、該基端アーム部に対し
   て長手方向に沿って伸縮自在に連結された複数のアーム
   部と、前記各アームに掛け回されたワイヤを有するアー
   ム伸長用滑車機構及びアーム縮小用滑車機構と、前記基
   端アーム部に設けられて該アーム伸長用滑車機構及びア
   ーム縮小用滑車機構を駆動する駆動部と、前記各アーム
   をそれぞれの伸縮位置で固定するアーム位置決め機構と
   を具えたことを特徴とするロボットアーム。