JPH09193056A - ロボット装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロボット装置に関し、先端アーム角が簡単に
調整できるようにする。 【解決手段】 モーター４６の主軸４６ａは歯車７４に
固定され、その歯車７４，歯車６２，かさ歯車５８，か
さ歯車６８の順に噛み合い、かさ歯車６８には支持体６
４を支持する支持ピン６６が固定されている。そのた
め、モーター４６を駆動させると支持体６４およびスリ
ーブ１８に接続されるアーム２２の緯度方向の角度を変
えることができる。一方、モーター７６の主軸７６ａは
歯車８０に固定され、その歯車８０，歯車８２，歯車５
０の順に噛み合い、歯車５０には回転体５４が固定され
ている。そのため、モーター７６を駆動させると回転体
５０およびスリーブ１８等に接続されるアーム２２の経
度方向の角度を変えることができる。こうして、アーム
２２の先端の向きを示す立体角（アーム角）を簡単に調
整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は産業用のロボット装
置に関し、特にアーム先端の向きを示す立体角を調整す
る技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】ロボット装置はアームの先端部にツール
を設け、そのアームの向きを示す立体角（以下、本明細
書では簡単に「アーム角」と呼ぶ。）を調整することに
より、様々の作業を実現可能にしている。このアーム角
は、図１１に示すような三次元座標軸上において、経度
方向の角度αと緯度方向の角度βとによって決定される
角度である。従来のロボット装置では、このアーム角を
調整するために、いずれもが旋回機能を有する二つの関
節を用いていた。すなわち、図１２（Ａ）において模式
的に示すように、関節Ｋ１に接続されているアームＡ１
を正逆回転させることによって経度方向の角度αを調整
する。同様に、関節Ｋ２に接続されているアームＡ２を
正逆回転させることによって、アームＡ１全体における
緯度方向の角度βを調整する。こうして、二つの角度
α，βを調整することにより、所望のアーム角に調整し
ていた。なお、関節Ｋ１およびアームＡ１と、関節Ｋ２
およびアームＡ２とを入れ替えた図１２（Ｂ）に示すよ
うな構造でも同様に調整できる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、二つの関節Ｋ
１，Ｋ２によって所望のアーム角を得るためには、関節
Ｋ１の角度αと関節Ｋ２の角度βとをそれぞれ調整する
必要がある。この場合には、アームの遊びや撓み等の要
因を考慮して調整しなければならないため、角度調整が
複雑であった。本発明はこのような点に鑑みてなされた
ものであり、アーム角を簡単に調整できるロボット装置
を提供することを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための第１の手段】請求項１に記載の
ロボット装置は、支持体にアームが揺動可能に支持され
ており、そのアームの支持中心を中心とし、その支持中
心からアーム先端までの長さを半径とする球面上でアー
ム先端を揺動させる駆動手段を有することを特徴とす
る。請求項１に記載のロボット装置によれば、支持体に
支持されているアームは、駆動手段によってアーム先端
を球面上に沿って自在に作動させることができる。その
ため、二つの関節によることなく、所望のアーム角を簡
単に調整することが可能になる。

【０００５】

【課題を解決するための第２の手段】請求項２に記載の
発明は、請求項１に記載のロボット装置において、赤道
面内で経度方向に正逆回転可能な支持体に対して、その
アームが同一経度面内で緯度方向に正逆回転可能に支持
されていることである。請求項２に記載の発明によれ
ば、支持体が経度方向に正逆回転可能であり、その支持
体に対してアームは緯度方向に正逆回転可能に支持され
ている。そのため、支持体とアームとをそれぞれ正逆回
転させることによって、所望のアーム角に調整すること
が可能になる。

【０００６】

【課題を解決するための第３の手段】請求項３に記載の
発明は、請求項２に記載のロボット装置において、その
アームは、前記支持体に設けられるスリーブに対して、
そのアームの軸に沿って進退可能に設けたことである。
請求項３に記載の発明によれば、アームはその軸に沿っ
て進退可能であるので、所定の立体領域内において自在
に移動可能になる。

【０００７】

【課題を解決するための第４の手段】請求項４に記載の
発明は、請求項２に記載のロボット装置において、その
アームは、前記支持体に設けられるスリーブに対して、
そのアームの軸心を中心として正逆回転可能に設けたこ
とである。請求項４に記載の発明によれば、アームはス
リーブに対して正逆回転可能であるので、支持体の正逆
回転と独立して正逆回転させることが可能になる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面に基づき説明する。 〔第１の実施の形態〕第１の実施の形態は、本発明を水
平多関節型のロボット装置に適用したものであって、図
１乃至図５を参照しながら説明する。ここで、図１はロ
ボット装置の外観を示す斜視図である。図２は、アーム
の動作領域を示す模式図である。図３は関節の構造を示
す図であり、図４は図３に示すアーム駆動部を傾斜させ
た状態を示す図である。図５は、アームの動作を行う部
位の構造を示す断面図である。なお、これらの図面にお
いて、同一の要素には同一の符号を付している。

【０００９】まず、図１に示すロボット装置１０は、装
置本体３０，第１アーム４０，第２アーム２０，第３ア
ーム２２によって構成されている。装置本体３０には、
アーム４０，２０，２２の動作を制御する動作制御部
や、電源回路部等が格納されている。また、装置本体３
０には、例えばホストコンピュータから送られる指令信
号等を伝達するための信号ケーブル３２と、電力を伝達
するための動力ケーブル３３とが接続されている。さら
に、上記アーム４０，２０，２２を動作させる電力およ
びその動作を指令する信号は、装置本体３０からケーブ
ル３８，１２を介して各アームに伝達される。このケー
ブル３８は第１アーム４０側の接続部３６と第２アーム
２０側の接続部４２との間に設けられ、ケーブル１２は
第２アーム２０側の接続部４４と第３アーム２２側の接
続部１４との間に設けられている。なお、装置本体３０
と第１アーム４０の間では、ケーブルケース３４内に上
記動力・信号ケーブルが収納されている。

【００１０】第１アーム４０および第２アーム２０は、
いずれも水平方向に対して旋回可能に設けられている。
その第２アーム２０の内部と、スリーブ１８を介して接
続されているアーム駆動部１６とには、第３アーム２２
を作動させるアーム作動機構が関節として設けられてい
る。その第３アーム２２の先端部には、チャック駆動部
２４が設けられている。チャック駆動部２４はチャック
２６を作動させて、例えばワークに取り付ける部材等を
把持する機能を有する。

【００１１】上記アーム作動機構の作動を概略的に説明
すると、次のようになる。すなわち、図２に示すよう
に、歯車５０に固定されている回転体５４が正逆回転す
ると、第３アーム２２が赤道面（すなわち同一緯度上の
面）内で経度方向に正逆回転する。一方、その回転体５
４に支持ピン５６，６６を介して支持体６４〔図３等を
参照〕が支持されており、その支持体６４がかさ歯車５
８，６８の正逆回転によって連動し、その結果第３アー
ム２２が同一経度面内で緯度方向に正逆回転する。これ
らの回転体５４と支持体６４との正逆回転（作動）によ
って、第３アーム２２の先端部に設けられているチャッ
ク駆動部２４やチャック２６は、ほぼ円錐状をなす部分
球９０内で移動させ、あるいは位置決めさせることがで
きる。

【００１２】次に、上記アーム作動機構の具体的な構成
について、図３と図４を参照しながら説明する。このア
ーム作動機構は、図３（Ａ）に示す縦断面図のように、
緯度方向の角度βを変える支持体６４と、その支持体６
４にスリーブ１８を介して接続されるアーム駆動部１６
〔図１参照〕全体における経度方向の角度αを変える回
転体５４とによって構成されている。なお、回転体５４
と第２アーム２０との間はクロスローラー軸受５２によ
って、その第２アーム２０とかさ歯車５８との間はクロ
スローラー軸受６０によってそれぞれ正逆回転自在に接
続されている。また、第２アーム２０と歯車８０との間
は軸受７８によって、第２アーム２０と歯車８２との間
は軸受７０によって、歯車８２と歯車７４との間は軸受
７２によって、それぞれ正逆回転自在に接続されてい
る。なお、軸受７０，７２，７８には、深溝玉軸受を適
用している。

【００１３】支持体６４は、モーター４６の駆動によっ
て同一経度面内で緯度方向の角度βを変えることができ
るようになっている。すなわち、モーター４６の主軸４
６ａは歯車７４に固定されており、モーター４６を駆動
させると主軸４６ａの正逆回転はそのまま歯車７４に伝
達される。その正逆回転は、歯車７４と噛み合う歯車６
２、歯車６２に固定されているかさ歯車５８、かさ歯車
５８と噛み合うかさ歯車６８、かさ歯車６８に固定され
ている支持ピン６６の順番に伝達される。この支持ピン
６６は、支持ピン５６とともにリング状をなす支持体６
４を二点支持している。すなわち、図３（Ｂ）にも示す
ように、支持ピン５６，６６は、回転体５４に対してそ
の支持ピン５６，６６の軸方向を中心に上記支持体６４
を正逆回転自在に支持している。こうして、支持体６４
の緯度方向の角度βを変えることができ、その角度βを
変化させたときの状態を図４に示す。この図４では、状
態を分かりやすくするために、図３（Ａ）に図示するス
リーブ１８や第３アーム２２を省略している。

【００１４】図３（Ａ）に戻って、回転体５４はモータ
ー７６によって赤道面内で経度方向の角度αを変えるこ
とができるようになっている。すなわち、モーター７６
の主軸７６ａは歯車８０に固定されており、モーター７
６を駆動させると主軸７６ａの正逆回転はそのまま歯車
８０に伝達される。その正逆回転は、歯車８０と噛み合
う歯車８２、歯車８２に噛み合う歯車５０、歯車５０に
固定されている回転体５４の順番に伝達される。こうし
て、回転体５４の経度方向の角度αを変えることができ
る。

【００１５】ここで、歯車５０と歯車６２とを同一方向
に回転させるための第１の回転機構について説明する。
まず、モーター４６は歯車８２に固定されているため、
モーター７６を駆動させると歯車８０，８２を介してモ
ーター４６自体が正逆回転する。そのモーター４６の主
軸４６ａはさらに歯車７４に固定されているため、この
歯車７４もモーター４６の正逆回転と同時に正逆回転す
る。また、歯車７４の外径と歯車８２の外径とが一致し
ており、歯車５０の外径と歯車６２の外径が一致してい
る。この第１の回転機構において、例えば矢印で図示す
るように、モーター７６を一方向に回転駆動させると、
歯車８０もその一方向に回転し、モーター４６自体や歯
車８２が逆方向に回転し、歯車５０が上記一方向に回転
する。それとともに、モーター４６に固定されている歯
車７４が逆方向に回転するため、歯車６２が上記一方向
に回転する。こうして、歯車５０と歯車６２とが同一方
向に回転するため、かさ歯車６８は回転しない。したが
って、緯度方向の角度βを変えず、経度方向の角度αの
みを変えることができる。また、緯度方向の角度βと経
度方向の角度αとを独立して調整するための構成とし
て、上記のような簡単な構成によって実現されるため、
製造コストを低く抑えることができる。

【００１６】上記第１の実施の態様では、同一緯度面内
で経度方向に正逆回転可能に設けた支持体６４に対し
て、第３アーム２２は同一経度面内で緯度方向に正逆回
転可能に設けて構成したので、経度方向の角度αと緯度
方向の角度βとを独立して変えることができる。そのた
め、図１に示すように第３アーム２２を図面左右方向に
振らせて、所望のアーム角に調整することが簡単に行え
る。また、第３アーム２２は一点を中心として経度方向
および緯度方向に自在に移動させることができるので、
いわば球面支持されている状態にある。そのため、第３
アーム２２をその球面上に沿って自在に作動させること
ができ、二つの関節によることなく簡単に所望のアーム
角に調整することができる。

【００１７】次に、第３アーム２２を進退または回転駆
動するためのアーム駆動部１６の構成について、図５を
参照しながら説明する。そのアーム駆動部１６は、上記
支持体６４にスリーブ１８を介して接続されている。こ
の接続によって、支持体６４を正逆回転させれば第３ア
ーム２２の緯度方向の角度βが変わり、同様に回転体５
４を正逆回転させれば第３アーム２２の経度方向の角度
αが変わる。そのため、モーター４６，７６を駆動させ
ることによって、第３アーム２２のアーム角を調整する
ことができる。

【００１８】ここで、上記アーム駆動部１６の構成およ
び動作等について説明する。このアーム駆動部１６は、
モーター１０２，１１４とナット１１６，１１８とによ
って構成されている。これらのモーター１０２，１１４
およびナット１１６，１１８は、いずれも支持部材１０
６に固定されている。また、支持部材１０６はケース１
０４に固定され、そのケース１０４は上記スリーブ１８
に接続して固定されている。さらに、第３アーム２２の
外周には、螺旋状に刻まれたボールねじ溝２２ｂと、そ
の第３アーム２２の軸に沿って刻まれたスプライン溝２
２ａとを有している。

【００１９】モーター１０２は第３アーム２２を図面上
下方向に進退させるための駆動源であって、その主軸１
０２ａにはプーリー１００が設けられている。また、第
３アーム２２にもプーリー１２０が設けられており、そ
のプーリー１００とプーリー１２０との間にはベルト１
２２が張られている。この構造によって、モーター１０
２を駆動させるとその正逆回転はプーリー１００，ベル
ト１２２を通じてプーリー１２０に伝達される。このと
き、後述するモーター１１４はロック状態になってい
る。こうして、プーリー１２０とボールねじ用のナット
１１８との共働により、第３アーム２２を図面上下方向
に対して進退させることができる。

【００２０】一方、モーター１１４は第３アーム２２を
その軸心を中心として正逆回転させるための駆動源であ
って、その主軸１１４ａにはプーリー１１２が設けられ
ている。また、第３アーム２２にもプーリー１０８が設
けられており、そのプーリー１０８とプーリー１１２と
の間にはベルト１１０が張られている。この構造によっ
て、モーター１１４を駆動させるとその正逆回転はプー
リー１１２，ベルト１１０を通じてプーリー１０８に伝
達される。このとき、上記モーター１０２はフリー状態
になっている。こうして、プーリー１０８とスプライン
用のナット１１６との共働により、第３アーム２２をそ
の軸心を中心として正逆回転させることができる。

【００２１】なお、上述したモーター１０２による第３
アーム２２の進退と、モーター１１４による第３アーム
２２の正逆回転とは、互いに独立して駆動可能となるよ
うにプーリー１０８，１２０およびナット１１６，１１
８が形成されている。そのため、モーター１０２とモー
ター１１４とを同時に駆動させると、第３アーム２２を
正逆回転させながら進退させることができる。この態様
は、例えばネジ等の部材をワークにねじ込む作業をロボ
ット装置１０に行わせる場合に適用できる。

【００２２】上記アーム駆動部１６では、支持体６４に
設けられるスリーブ１８に対して、モーター１０２の駆
動によって第３アーム２２をその軸に沿って進退させる
ように構成した。そのため、上述したアーム作動機構に
よる第３アーム２２の経度方向および緯度方向への移動
動作と合わせて、第３アーム２２（特にその先端部に設
けられているチャック２６）を、図２に示すようなほぼ
円錐状をなす部分球９０内において自在に移動させるこ
とができる。また、支持体６４に設けられるスリーブ１
８に対して、モーター１１４の駆動によって第３アーム
２２の軸心を中心として正逆回転させるように構成し
た。そのため、第３アーム２２を経度方向の角度α（す
なわち支持体６４の正逆回転）と独立して、矢印で図示
するように正逆回転させることができる。

【００２３】上述した全ての構成を有するロボット装置
１０では、モーター１０２の駆動によって第３アーム２
２を進退させるだけで、ワークに対して部材等の斜め組
付けが行える。また、そのモーター１０２に流れる電流
値（負荷）を検出する検出装置を備えることにより、部
材等の斜め組付け状態を把握することができる。さら
に、この電流値や絶対座標値等の所定のデータを制御装
置内の記憶装置に記憶させることにより、組付け位置の
自動補正を行なったり、組付け手順等その他の内容を学
習させたりすることが可能になる。

【００２４】なお、従来のロボット装置では、二つの関
節によってアームを位置決めしており、一般には二つの
アームが一直線上にならないことから、位置決め精度を
向上させようとしても一定の限界があった。これに対し
て、本発明では第３アーム２２（一つのアーム）をその
軸に沿って進退（移動）させているので、位置決め精度
をより高く向上させることができる。

【００２５】〔第２の実施の形態〕次に、第２の実施の
形態は、上述した第１の実施の形態と同様に、本発明を
水平多関節型のロボット装置に適用したものであって、
図６を参照しながら説明する。その図６は、他の関節の
構造を示す水平断面図である。なお、図１に示すロボッ
ト装置１０や図５に示すアーム駆動部１６等のその他の
構造は同一であるので、その説明を省略する。図６に示
すアーム作動機構は、緯度方向の角度β１を変える支持
体２０４と、その支持体２０４とは経度方向の角度が９
０度異なる緯度方向の角度β２を変える歯車付き支持体
２００とによって構成されている。その支持体２００
は、支持体２０４にスリーブ１８を介して接続されるア
ーム駆動部１６全体における緯度方向の角度β２を変え
るものである。

【００２６】支持体２０４は、モーター２１４の駆動に
よって同一経度面内で緯度方向の角度β１を変えること
ができるようになっている。すなわち、モーター２１４
の主軸２１４ａは歯車２３４に固定されており、モータ
ー２１４を駆動させると主軸２１４ａの正逆回転はその
まま歯車２３４に伝達される。その正逆回転は、歯車２
３４と噛み合う歯車２０８、歯車２０８に固定されてい
るかさ歯車２０６、かさ歯車２０６と噛み合うかさ歯車
２２８の順番に伝達される。そのかさ歯車２２８は支持
体２０４に固定されているため、かさ歯車２２８の正逆
回転がそのまま支持体２０４の正逆回転となる。こうし
て、支持体２０４の緯度方向の角度β１を変えることが
できる。なお、歯車２０８と第２アーム２０との間は軸
受２１０によって、歯車２３４と第２アーム２０との間
は軸受２３２によってそれぞれ正逆回転自在に接続され
ている。

【００２７】一方、歯車付きの支持体２００は、モータ
ー２２４の駆動によって同一経度面内で緯度方向の角度
β２を変えることができるようになっている。すなわ
ち、モーター２２４の主軸２２４ａは歯車２２０に固定
されており、モーター２２４を駆動させると主軸２２４
ａの正逆回転はそのまま歯車２２０に伝達される。その
正逆回転は、歯車２２０と噛み合う支持体２００の歯車
２００ａに伝達される。こうして、支持体２００につい
て緯度方向の角度β２を変えることができる。なお、支
持体２００と第２アーム２０との間は軸受２２６によっ
て、支持体２００とかさ歯車２０６との間は軸受２２９
によって、歯車２２０と第２アーム２０との間は軸受２
２２によってそれぞれ正逆回転自在に接続されている。

【００２８】ここで、支持体２００と支持体２０４とは
軸受２０２によって互いに正逆回転自在に接続されてい
る。そのため、互いに経度方向に対して９０度異なる緯
度方向の角度β１，β２を独立して調整することができ
る。したがって、同一経度面内で緯度方向に正逆回転可
能に設けた支持体２０４に対して、第３アーム２２は同
一経度面の経度方向に対して９０度異なる緯度方向に正
逆回転可能に設けて構成したので、緯度方向の角度β
１，β２とを独立して変えることができる。そのため、
図１に示すようにアーム駆動部１６による第３アーム２
２の進退動作と合わせて、ほぼ四角錐状をなす部分球内
において第３アーム２２を所望のアーム角に調整するこ
とが簡単に行える。また、第３アーム２２は一点を中心
として相異なる二種類の経度方向について、それぞれの
緯度方向に移動させることができるので、いわば球面支
持されている状態にある。そのため、第１の実施の形態
と同様に、第３アーム２２をその球面上に沿って自在に
作動させることができ、二つの関節によることなく簡単
に所望のアーム角に調整することができる。

【００２９】ここで、支持体２００の歯車２００ａと歯
車２０８とを同一方向に回転させるための第２の回転機
構について説明する。まず、歯車２１８は第２アーム２
０に対して軸受２１６を介して正逆回転可能に設けられ
ており、二つの歯部２１８ａ，２１８ｂを有している。
その歯部２１８ａはモーター２２４の主軸２２４ａが固
定されている歯車２２０と噛み合っており、歯部２１８
ｂは歯車２１２と噛み合っている。さらに、歯車２１２
は第２アーム２０に対して軸受２３０を介して正逆回転
可能に設けられており、モーター２１４および歯車２３
４と固定されている。なお、歯車２１２，２２０，２３
４はそれぞれの外径が一致しており、上記歯車２００ａ
の外径と歯車２０８の外径が一致している。

【００３０】この第２の回転機構において、例えば矢印
で図示するように、モーター２２４を一方向に回転駆動
させると、歯車２２０を通じて歯車２００ａおよび歯車
２１８が逆方向に回転し、歯車２１２を通じてモーター
２１４が上記一方向に回転する。さらには、そのモータ
ー２１４の主軸２１４ａに固定されている歯車２３４を
通じて歯車２０６（すなわち歯車２０８）が逆方向に回
転する。こうして、歯車２００ａと歯車２０８とが同一
方向に回転するため、かさ歯車２２８は回転しない。し
たがって、緯度方向の角度β１を変えず、角度β２のみ
を変えることができる。なお、例えばモーター２１４を
一方向に回転駆動させる場合には、同様に緯度方向の角
度β２を変えず、角度β１のみを変えることができる。

【００３１】〔他の実施の形態〕上述したロボット装置
の一の関節におけるその他の部分の構造，形状，大き
さ，材質，個数，配置および動作条件等については、上
記実施の形態に限定されるものでない。例えば、次の各
形態を実施することもできる。 （１）本発明は上記実施の形態における第３アーム２２
に限らず、任意のアームについても適用可能である。具
体的に第２アームに適用すると、図７に示す他のロボッ
ト装置１０ａのようになる。この例では、上記実施の形
態における第１アーム４０が省略されている。このよう
に、本発明は任意のアームにも適用することができ、そ
の場合でも上記実施の形態と同様の効果を得ることがで
きる。 （２）また、本発明は上記実施の形態における水平多関
節型のロボット装置１０に限らず、おおよそアームを必
要とする任意の型のロボット装置に適用可能である。こ
うした型のロボット装置としては、例えば図８に示すよ
うなスポット溶接等に用いられる直角座標型のロボット
装置１０ｂ，アーク溶接等に用いられる垂直多関節型の
ロボット装置，塗装等に用いられる極座標型のロボット
装置，ハンドリング等に用いられる円筒座標型のロボッ
ト装置がある。このように、本発明は任意の型のロボッ
ト装置にも適用することができ、その場合でも上記実施
の型態と同様の効果を得ることができる。

【００３２】（３）さらに、アーム先端を球面上に沿っ
て揺動させる態様は、上記実施の形態に示した第３アー
ム２２の構造に限らず、他の態様によっても同様に実現
可能である。以下、そのうちの二態様について（３
ａ），（３ｂ）に説明する。 （３ａ）一方の態様は、図９に示すように、アーム３０
０が貫通しているボール３１０と、そのボール３１０を
経度方向に正逆回転させるローラー３０４と、そのボー
ル３１０を緯度方向に正逆回転させるローラー３０８と
によって構成されている。これらの部材は支持体３０２
によって支持され、二つのローラー３０４，３０８は駆
動手段（例えばモーター等）によって正逆方向に回転駆
動される。また、ボール３１０に貫通しているアーム３
００は、そのアーム３００の軸方向に進退可能とし、お
よび／または、そのアーム３００の軸心を中心に正逆回
転可能とすることもできる。あるいは、アーム３００と
ボール３１０とを貫通状態で固定してもよい。この態様
によれば、一方のローラー３０４の正逆回転によりアー
ム先端３０６は経度方向に正逆回転し、他方のローラー
３０８の正逆回転によりアーム先端３０６は緯度方向に
正逆回転する。したがって、ボール３１０を中心とし、
そのボール３１０からアーム先端３０６までの長さを半
径とする球面上で、アーム先端３０６を揺動させること
ができる。 （３ｂ）他方の態様は、図１０に示すように、アーム４
００が貫通している二つのボール４０２，４０６と、一
方のボール４０２と平面駆動源４１２（例えば、ＸＹ軸
平面テーブル等）との間を接続する接続部材４１０と、
他方のボール４０６を支持してアーム４００を揺動可能
にする支持体４０４とによって構成されている。なお、
ボール４０２，４０６に貫通しているアーム４００は、
そのアーム４００の軸方向に進退可能とし、および／ま
たは、そのアーム４００の軸心を中心に正逆回転可能と
することもできる。あるいは、アーム４００とボール４
０２，４０６とを貫通状態で固定してもよい。この態様
によれば、平面駆動源４１２が接続部材４１０を平面上
に沿って駆動させると、その駆動力はボール４０２を介
してアーム４００に伝達される。その結果、アーム４０
０はボール４０６を支点として揺動する。したがって、
ボール４０６を中心とし、そのボール４０６からアーム
先端４０８までの長さを半径とする球面上で、アーム先
端４０８を揺動させることができる。

【００３３】（４）そして、図３（Ａ）に示すように、
回転体５４と第２アーム２０との間，その第２アーム２
０とかさ歯車５８との間は、クロスローラー軸受５２，
６０によってそれぞれ正逆回転自在に接続した。このク
ロスローラー軸受５２，６０に代えて、正面又は背面合
わせの一対のアンギュラベアリングや、正面又は背面合
わせの一対のテーパーベアリング等のように、他の種類
の軸受（ベアリング）を適用することもできる。同様
に、軸受７０，７２，７８には深溝玉軸受を適用した
が、玉軸受，ローラ軸受，すべり軸受等のように、他の
種類の軸受を適用することもできる。さらに、モーター
４６等の動力伝達は歯車７４等に限らず、ベルトやトル
クコンバータ等の他の動力伝達手段を用いてもよい。こ
のように他の軸受や動力伝達手段を本発明に適用した場
合であっても、第３アーム２２の先端部に設けられてい
るチャック駆動部２４やチャック２６を、図２に示す部
分球９０内で移動させ、あるいは位置決めさせることが
できる。

【００３４】

【他の発明の態様】以上、本発明の実施の形態について
説明したが、この実施の形態には特許請求の範囲に記載
した発明の態様以外の発明の態様を有するものである。
この発明の態様を以下に列挙するとともに、必要に応じ
て関連説明を行う。

【００３５】〔態様１〕 請求項１に記載のロボット装
置において、そのアームを同一経度面内で緯度方向に正
逆回転可能に支持する回転体と、その回転体と前記支持
体とを同時に同一方向へ回転させる回転機構と、を有す
ることを特徴とするロボット装置。 〔態様１の関連説明〕 態様１によれば、回転機構が回
転体と支持体とを同時に同一方向へ回転させるので、緯
度方向の角度を変えずに経度方向の角度のみを変えるこ
とができる。そのため、緯度方向の角度と経度方向の角
度とを独立して調整することができる。

【００３６】〔態様２〕 態様１に記載のロボット装置
において、その回転機構は、前記回転体に接続される第
１歯車と、前記支持体に接続される第２歯車とからな
り、これらの二つの歯車の外径が一致していることを特
徴とするロボット装置。 〔態様２の関連説明〕 態様２によれば、簡単な構成に
よって緯度方向の角度と経度方向の角度とを独立して調
整することができる。そのため、製造コストを低く抑え
ることができる。

【００３７】

【発明の効果】本発明によれば、アーム先端を球面上に
沿って自在に作動させることができるので、所望のアー
ム角に簡単に調整することができる。また、そのアーム
を所定の立体領域内において自在に移動させ、位置決め
させることもできる。さらには、その位置決め精度を向
上させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ロボット装置の外観を示す斜視図である。

【図２】アームの動作領域を示す模式図である。

【図３】関節の構造を示す図である。

【図４】図３において駆動部を傾斜させた状態を示す図
である。

【図５】アームの動作を行う部位の構造を示す断面図で
ある。

【図６】他の関節の構造を示す水平断面図である。

【図７】他のロボット装置の外観を示す斜視図である。

【図８】他のロボット装置の外観を示す斜視図である。

【図９】他の関節の構造を示す模式図である。

【図１０】他の関節の構造を示す模式図である。

【図１１】アーム角を説明する図である。

【図１２】アーム角を調整するための従来の構造を示す
模式図である。

【符号の説明】

１０ ロボット装置 １６ アーム駆動部 １８ スリーブ ２０，２２，４０ アーム ２４ チャック駆動部 ２６ チャック ３０ 装置本体 ５４ 回転体 ６４ 支持体 ４６，７６ モーター ５０，６２，７４，８０，８２ 歯車 ５２，６０ クロスローラー軸受 ５８，６８ かさ歯車 ７０，７２，７８ 軸受

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持体にアームが揺動可能に支持されて
   おり、 そのアームの支持中心を中心とし、その支持中心からア
   ーム先端までの長さを半径とする球面上でアーム先端を
   揺動させる駆動手段を有することを特徴とするロボット
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のロボット装置におい
   て、 赤道面内で経度方向に正逆回転可能な支持体に対して、
   そのアームが同一経度面内で緯度方向に正逆回転可能に
   支持されていることを特徴とするロボット装置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載のロボット装置におい
   て、 そのアームは、前記支持体に設けられるスリーブに対し
   て、そのアームの軸に沿って進退可能になっていること
   を特徴とするロボット装置。
4. 【請求項４】 請求項２に記載のロボット装置におい
   て、 そのアームは、前記支持体に設けられるスリーブに対し
   て、そのアームの軸心を中心として正逆回転可能になっ
   ていることを特徴とするロボット装置。