JPH09300254A - 垂直多関節型ロボット - Google Patents
垂直多関節型ロボットInfo
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- JPH09300254A JPH09300254A JP14653096A JP14653096A JPH09300254A JP H09300254 A JPH09300254 A JP H09300254A JP 14653096 A JP14653096 A JP 14653096A JP 14653096 A JP14653096 A JP 14653096A JP H09300254 A JPH09300254 A JP H09300254A
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- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 25
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 abstract description 22
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000007634 remodeling Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【課題】 アーム直動型ロボットを簡単に固定リンク型
ロボットとして構成できるようにする。 【解決手段】 ロボットの据付けベース1を変えること
なくアーム直動型ロボットにリンク10,11,12等
を付加し固定リンク型ロボットとする。また、ロボット
手首が先端に設けられる第2のアームに延長アーム15
を付加しアーム長を長くして作業動作範囲の減少を防止
する。旋回中心からオフセットして第2関節のベース3
を回動されることにより干渉半径の増大を最小にする。
アーム直動型ロボットを固定リンク型ロボットに変更す
ることによってロボット手首部の可搬重量の増加に対応
できる。
ロボットとして構成できるようにする。 【解決手段】 ロボットの据付けベース1を変えること
なくアーム直動型ロボットにリンク10,11,12等
を付加し固定リンク型ロボットとする。また、ロボット
手首が先端に設けられる第2のアームに延長アーム15
を付加しアーム長を長くして作業動作範囲の減少を防止
する。旋回中心からオフセットして第2関節のベース3
を回動されることにより干渉半径の増大を最小にする。
アーム直動型ロボットを固定リンク型ロボットに変更す
ることによってロボット手首部の可搬重量の増加に対応
できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は垂直多関節型ロボッ
トに関し、アーム直動型ロボットを固定リンク型ロボッ
トとして使用可能にするロボットに関する。
トに関し、アーム直動型ロボットを固定リンク型ロボッ
トとして使用可能にするロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】垂直多関節型ロボットには、平行リンク
機構を持ったリンク型ロボットと、平行リンク機構を持
たないアーム直動型ロボットがある。アーム直動型ロボ
ットにおいては、手首部に取り付けられたエンドエフェ
クタで物品を把持し搬送する際の可搬重量が小さいとい
う欠点がある。図6はアーム片持構造のアーム直動型ロ
ボットの要部図で、図6(a)はその正面図、図6
(b)は側面図である。この図6に示すアーム直動型ロ
ボットは、旋回軸の第1関節と、揺動軸である第2関
節、第3関節とを有する例を示しており、手首部は図示
を省略している。第1関節を構成する第1関節用減速機
2がベース1に固着され、該第1関節用減速機2の出力
軸には第2関節のベース3が接続され、第1関節のサー
ボモータM1によって第1関節用減速機2を駆動して第
2関節のベース3を旋回中心O1の回りに旋回するよう
に構成されている。
機構を持ったリンク型ロボットと、平行リンク機構を持
たないアーム直動型ロボットがある。アーム直動型ロボ
ットにおいては、手首部に取り付けられたエンドエフェ
クタで物品を把持し搬送する際の可搬重量が小さいとい
う欠点がある。図6はアーム片持構造のアーム直動型ロ
ボットの要部図で、図6(a)はその正面図、図6
(b)は側面図である。この図6に示すアーム直動型ロ
ボットは、旋回軸の第1関節と、揺動軸である第2関
節、第3関節とを有する例を示しており、手首部は図示
を省略している。第1関節を構成する第1関節用減速機
2がベース1に固着され、該第1関節用減速機2の出力
軸には第2関節のベース3が接続され、第1関節のサー
ボモータM1によって第1関節用減速機2を駆動して第
2関節のベース3を旋回中心O1の回りに旋回するよう
に構成されている。
【0003】第2関節のベース3には、第2関節用のサ
ーボモータM2で駆動される第2関節用減速機4が取り
付けられ、該第2関節用減速機4の出力軸に第1のアー
ム5が連結され、第2関節用のサーボモータM2の駆動
によって第1のアーム5は図6(a)において左右に揺
動する。また、第1のアーム5の先端には第3関節を構
成する第3関節用減速機6の筐体が固定されると共に該
第3関節用減速機6には第3関節のケーシング7が固定
され、第3関節用減速機6、第3関節のケーシング7は
一体的である。該第3関節用減速機6の筐体に固定され
た第3関節用サーボモータの出力軸は該第3関節用減速
機6の入力軸に連結され、その出力軸には第2のアーム
8が連結されている。なおこの第2のアーム8の先端部
は図示を省略しているが、アーム先端の手首部にはエン
ドエフェクタが取り付けられるようになっている。上記
第3関節用減速機6は第3関節のケーシング7内に設け
られた第3関節用サーボモータ(図示せず)によって駆
動され、第2のアーム8は図6(a)において上下方向
に揺動する。
ーボモータM2で駆動される第2関節用減速機4が取り
付けられ、該第2関節用減速機4の出力軸に第1のアー
ム5が連結され、第2関節用のサーボモータM2の駆動
によって第1のアーム5は図6(a)において左右に揺
動する。また、第1のアーム5の先端には第3関節を構
成する第3関節用減速機6の筐体が固定されると共に該
第3関節用減速機6には第3関節のケーシング7が固定
され、第3関節用減速機6、第3関節のケーシング7は
一体的である。該第3関節用減速機6の筐体に固定され
た第3関節用サーボモータの出力軸は該第3関節用減速
機6の入力軸に連結され、その出力軸には第2のアーム
8が連結されている。なおこの第2のアーム8の先端部
は図示を省略しているが、アーム先端の手首部にはエン
ドエフェクタが取り付けられるようになっている。上記
第3関節用減速機6は第3関節のケーシング7内に設け
られた第3関節用サーボモータ(図示せず)によって駆
動され、第2のアーム8は図6(a)において上下方向
に揺動する。
【0004】以上のような構成のアーム直動型ロボット
においては、第2のアーム8の先端手首にかかる負荷及
び各アーム5,8の自重によって、第2関節に大きなモ
ーメントがかかる。特に、第2、第3のサーボモータM
2、M3を駆動し、アーム5,8を図6(a)において
水平方向に伸びる状態としたとき、第2のアーム8の先
端手首部にかかる負荷及びアーム5,8の自重等によっ
て、第2関節には大きなモーメントがかかる。そのた
め、このアーム直動型ロボットにおいて手首部の可搬重
量を増大するには、各軸の駆動速度を落とし第2関節の
サーボモータM2、減速機4にかかる負荷を軽減させる
ようにするか、第2関節のサーボモータM2や減速機4
を大型のものにして対応する方法がとられている。
においては、第2のアーム8の先端手首にかかる負荷及
び各アーム5,8の自重によって、第2関節に大きなモ
ーメントがかかる。特に、第2、第3のサーボモータM
2、M3を駆動し、アーム5,8を図6(a)において
水平方向に伸びる状態としたとき、第2のアーム8の先
端手首部にかかる負荷及びアーム5,8の自重等によっ
て、第2関節には大きなモーメントがかかる。そのた
め、このアーム直動型ロボットにおいて手首部の可搬重
量を増大するには、各軸の駆動速度を落とし第2関節の
サーボモータM2、減速機4にかかる負荷を軽減させる
ようにするか、第2関節のサーボモータM2や減速機4
を大型のものにして対応する方法がとられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、各軸の駆動速
度を落とせばロボットの作業サイクルタイムが長くなり
作業効率が低下する。また、サーボモータや減速機を大
型のものにすれば、それだけ大型のロボットとなり高価
なものになる。ロボットを固定リンク型ロボットにすれ
ば、この手首部の可搬重量を増大させることができる
が、アーム直動型ロボットを配設し作業を行っている状
態で、ロボットの手首部で搬送するエンドエフェクタの
重量や、搬送作業対象の物品等の重量が増加したからと
いって、既に配設されているアーム直動型ロボットを固
定リンク型ロボットに取替えることは、ロボットのベー
ス等の主要部品を設計し直す必要があり困難である。
度を落とせばロボットの作業サイクルタイムが長くなり
作業効率が低下する。また、サーボモータや減速機を大
型のものにすれば、それだけ大型のロボットとなり高価
なものになる。ロボットを固定リンク型ロボットにすれ
ば、この手首部の可搬重量を増大させることができる
が、アーム直動型ロボットを配設し作業を行っている状
態で、ロボットの手首部で搬送するエンドエフェクタの
重量や、搬送作業対象の物品等の重量が増加したからと
いって、既に配設されているアーム直動型ロボットを固
定リンク型ロボットに取替えることは、ロボットのベー
ス等の主要部品を設計し直す必要があり困難である。
【0006】そこで、本願発明の目的は、アーム直動型
ロボットに対して簡単な構成を付加して固定リンク型ロ
ボットとして構成できるようにしてロボット手首部の可
搬重量の増加に対応できるロボットを提供することにあ
る。
ロボットに対して簡単な構成を付加して固定リンク型ロ
ボットとして構成できるようにしてロボット手首部の可
搬重量の増加に対応できるロボットを提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、アーム直動型
ロボットと該アーム直動型ロボットを固定リンク型ロボ
ットに変更するための部材を予め用意しておき、アーム
直動型ロボットを取付ベースから取外すことなく上記部
材をアーム直動型ロボットに付加することによって固定
リンク型ロボットを構成するようにした。特に、アーム
直動型ロボットはアーム片持ち構造のものとし固定リン
ク型ロボットへの変更を容易にした。さらに、固定リン
ク型ロボットへの変更を容易にするために予めアーム直
動型ロボットには、固定リンク型ロボットに変更するた
めの部材を固着するためのリンク固定用取付板を予め設
けておく。
ロボットと該アーム直動型ロボットを固定リンク型ロボ
ットに変更するための部材を予め用意しておき、アーム
直動型ロボットを取付ベースから取外すことなく上記部
材をアーム直動型ロボットに付加することによって固定
リンク型ロボットを構成するようにした。特に、アーム
直動型ロボットはアーム片持ち構造のものとし固定リン
ク型ロボットへの変更を容易にした。さらに、固定リン
ク型ロボットへの変更を容易にするために予めアーム直
動型ロボットには、固定リンク型ロボットに変更するた
めの部材を固着するためのリンク固定用取付板を予め設
けておく。
【0008】アーム直動型ロボットはベースに対して第
2関節のベースを旋回させる第1関節と、第2関節のベ
ースに対して第1のアームを揺動させる第2関節と、第
1のアームの先端で第2のアームを揺動させる第3関節
とで構成され、固定リンク型ロボットに変更するための
部材は、上記第1のアームと第3関節部を回動自在に軸
着する部材と、上記第3関節に固着される第1のリンク
と該第1のリンクに対して回動自在に軸着される第2の
リンクと、該第2のリンクに対して回動自在に軸着され
る第3のリンクとを備えるものとし、第3のリンクの他
端は第2関節のベースに固着されるようにした。固定リ
ンク型ロボットに変更する際には、1つの形態として、
第1のリンクは上記第1のアームと上記第3関節の第2
のアームを駆動する減速機間に取付けられ、該第1のリ
ンクの追加による第1関節の旋回中心軸と第2のアーム
の軸心とのずれを修正し、第2のアームの軸心が第1関
節の旋回中心線と交差し、第2のアームが第1関節旋回
中心を含む面上で揺動するようにするために、上記第2
関節の第1のアームを駆動する減速機と第1のアーム間
に挿入されるアダプタが用意され、該アダプタを挿入し
第1のアームは該アダプタを介して駆動されるように構
成される。もう1つの形態としては、第1のアームの取
付側と対向する第3関節のケーシングの面側に取付ける
ようにする。さらに、第1のアームと第3関節部間には
軸受を追加することにより、第1のアームと第3関節部
は回動自在として固定リンク型ロボットを構成するよう
にした。
2関節のベースを旋回させる第1関節と、第2関節のベ
ースに対して第1のアームを揺動させる第2関節と、第
1のアームの先端で第2のアームを揺動させる第3関節
とで構成され、固定リンク型ロボットに変更するための
部材は、上記第1のアームと第3関節部を回動自在に軸
着する部材と、上記第3関節に固着される第1のリンク
と該第1のリンクに対して回動自在に軸着される第2の
リンクと、該第2のリンクに対して回動自在に軸着され
る第3のリンクとを備えるものとし、第3のリンクの他
端は第2関節のベースに固着されるようにした。固定リ
ンク型ロボットに変更する際には、1つの形態として、
第1のリンクは上記第1のアームと上記第3関節の第2
のアームを駆動する減速機間に取付けられ、該第1のリ
ンクの追加による第1関節の旋回中心軸と第2のアーム
の軸心とのずれを修正し、第2のアームの軸心が第1関
節の旋回中心線と交差し、第2のアームが第1関節旋回
中心を含む面上で揺動するようにするために、上記第2
関節の第1のアームを駆動する減速機と第1のアーム間
に挿入されるアダプタが用意され、該アダプタを挿入し
第1のアームは該アダプタを介して駆動されるように構
成される。もう1つの形態としては、第1のアームの取
付側と対向する第3関節のケーシングの面側に取付ける
ようにする。さらに、第1のアームと第3関節部間には
軸受を追加することにより、第1のアームと第3関節部
は回動自在として固定リンク型ロボットを構成するよう
にした。
【0009】また、固定リンク型ロボットに変更するこ
とによってロボットの作業動作範囲が減少することか
ら、第2のアームの長さを長くするための部材も用意さ
れ、固定リンク型ロボットに変更する際に該部材を第2
のアームに取付該アームの長さを長くして作業動作範囲
の減少を防止するようにした。さらに、固定リンク型ロ
ボットに変更した際に他の部材と干渉する干渉半径が増
加することから、第2関節のベースにアダプタを取付け
該第2関節のベースを上記第1の関節の旋回中心よりオ
フセットして旋回させるためのアダプタを予め用意して
おき、固定リンク型ロボットに変更する際に該アダプタ
を取付けることによって干渉半径の増加を最小にした。
また、上記第1のリンクと第2のリンク及び第2のリン
クと第3のリンクとを回動自在に軸着するための各シャ
フトに、各リンクが回動したとき第1のアームに当接す
る位置にストッパを設け、固定リンク型ロボットに変更
した際にリンク機構と第1のアームの衝突による損傷を
防ぐようにした。
とによってロボットの作業動作範囲が減少することか
ら、第2のアームの長さを長くするための部材も用意さ
れ、固定リンク型ロボットに変更する際に該部材を第2
のアームに取付該アームの長さを長くして作業動作範囲
の減少を防止するようにした。さらに、固定リンク型ロ
ボットに変更した際に他の部材と干渉する干渉半径が増
加することから、第2関節のベースにアダプタを取付け
該第2関節のベースを上記第1の関節の旋回中心よりオ
フセットして旋回させるためのアダプタを予め用意して
おき、固定リンク型ロボットに変更する際に該アダプタ
を取付けることによって干渉半径の増加を最小にした。
また、上記第1のリンクと第2のリンク及び第2のリン
クと第3のリンクとを回動自在に軸着するための各シャ
フトに、各リンクが回動したとき第1のアームに当接す
る位置にストッパを設け、固定リンク型ロボットに変更
した際にリンク機構と第1のアームの衝突による損傷を
防ぐようにした。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明は、図6に示すようなアー
ム直動型ロボットに対して、リンク等の部材を付加し
て、固定リンク型ロボットを形成するもので、図1は、
図6に示すアーム直動型ロボットに複数のリンク等の部
材を付加して固定リンク型ロボットを形成したときの本
発明の第1の実施形態を示す図で、図1(a)は正面
図、図1(b)は側面図、図2は同第1の実施の形態に
おける第3関節部の要部説明図である。
ム直動型ロボットに対して、リンク等の部材を付加し
て、固定リンク型ロボットを形成するもので、図1は、
図6に示すアーム直動型ロボットに複数のリンク等の部
材を付加して固定リンク型ロボットを形成したときの本
発明の第1の実施形態を示す図で、図1(a)は正面
図、図1(b)は側面図、図2は同第1の実施の形態に
おける第3関節部の要部説明図である。
【0011】まず、図6に示すアーム直動型ロボットの
第2関節のベース3に予め該ロボットを固定リンク型ロ
ボットに改造するためのリンク固定用取付板18を設け
ておく。また、アーム直動型ロボットを固定リンク型ロ
ボットに改造するための部材として、リンク10,1
1,12、リンクとリンクを回転自在に結合するストッ
パ付きシャフト13、14、アーム延長用部材15、ア
ダプタ16,17を予め用意しておく。なお、上部リン
ク10には軸受20を介して回動自在にフランジ付きシ
ャフト19が予め装着されている(図2参照)。
第2関節のベース3に予め該ロボットを固定リンク型ロ
ボットに改造するためのリンク固定用取付板18を設け
ておく。また、アーム直動型ロボットを固定リンク型ロ
ボットに改造するための部材として、リンク10,1
1,12、リンクとリンクを回転自在に結合するストッ
パ付きシャフト13、14、アーム延長用部材15、ア
ダプタ16,17を予め用意しておく。なお、上部リン
ク10には軸受20を介して回動自在にフランジ付きシ
ャフト19が予め装着されている(図2参照)。
【0012】アーム直動型ロボットとしてロボットを据
付け、作業を行っている際、作業対象に変更があり、ロ
ボットの手首部に取り付けるエンドエフェクタが異なり
その重量が増大したときや、エンドエフェクタで把持す
るワーク等の取扱い物が変りその重量が増加しとき等に
おいて第2のアーム8の先端手首部にかかる負荷及びア
ーム5,8の自重等によって、第2関節にかかるモーメ
ントが増加し、第2関節のサーボモータM2や減速機4
に過大な負荷がかかるような場合に、この負荷を軽減す
るために、このアーム直動型ロボットを固定リンク型ロ
ボットに改造する。
付け、作業を行っている際、作業対象に変更があり、ロ
ボットの手首部に取り付けるエンドエフェクタが異なり
その重量が増大したときや、エンドエフェクタで把持す
るワーク等の取扱い物が変りその重量が増加しとき等に
おいて第2のアーム8の先端手首部にかかる負荷及びア
ーム5,8の自重等によって、第2関節にかかるモーメ
ントが増加し、第2関節のサーボモータM2や減速機4
に過大な負荷がかかるような場合に、この負荷を軽減す
るために、このアーム直動型ロボットを固定リンク型ロ
ボットに改造する。
【0013】まず、第1のアーム5と第3関節用減速機
6の筐体との結合を解き、図2に示すように、第1のア
ーム5の先端に上部リンクを構成する第1のリンク10
に回動自在に固定されているフランジ付きシャフト19
を第3関節用減速機6に代えてボルトB等で固着する。
さらにこの第1のリンク10に第3関節用減速機6のベ
ースをボルトB等で固着し、第1のリンク10と第3関
節用減速機6及び該第3関節用減速機6に固着された第
3関節のケーシング7を一体的に構成する。また、第1
のアーム5と第3関節用減速機6との間に第1のリンク
10等を介在させたことから、第2のアーム8の軸心
は、第1関節の旋回中心線01より第1のリンク10等
の厚み分シフトして、第2のアーム8の軸心と第1関節
の旋回中心線01は交差しなくなる。それでは、第2の
アーム8の先端手首の位置を制御するソフトウエアが複
雑になることから、アダプタ17を第1のアーム5と第
2関節用減速機4間に挿入し、第2アームの軸心におけ
る回転第2アームの回動中心点0´が第1関節の旋回中
心線01上になるように調節する(図1(b)参照)。
そのため、第1のアーム5と第2関節用減速機4との結
合を解き、第1のアーム5の他端にアダプタ17を固着
し、該アダプタ17を介して第1のアーム5と第2関節
用減速機4の出力軸を固着する。
6の筐体との結合を解き、図2に示すように、第1のア
ーム5の先端に上部リンクを構成する第1のリンク10
に回動自在に固定されているフランジ付きシャフト19
を第3関節用減速機6に代えてボルトB等で固着する。
さらにこの第1のリンク10に第3関節用減速機6のベ
ースをボルトB等で固着し、第1のリンク10と第3関
節用減速機6及び該第3関節用減速機6に固着された第
3関節のケーシング7を一体的に構成する。また、第1
のアーム5と第3関節用減速機6との間に第1のリンク
10等を介在させたことから、第2のアーム8の軸心
は、第1関節の旋回中心線01より第1のリンク10等
の厚み分シフトして、第2のアーム8の軸心と第1関節
の旋回中心線01は交差しなくなる。それでは、第2の
アーム8の先端手首の位置を制御するソフトウエアが複
雑になることから、アダプタ17を第1のアーム5と第
2関節用減速機4間に挿入し、第2アームの軸心におけ
る回転第2アームの回動中心点0´が第1関節の旋回中
心線01上になるように調節する(図1(b)参照)。
そのため、第1のアーム5と第2関節用減速機4との結
合を解き、第1のアーム5の他端にアダプタ17を固着
し、該アダプタ17を介して第1のアーム5と第2関節
用減速機4の出力軸を固着する。
【0014】さらに、アーム直動型ロボットにリンクを
付加して固定リンク型ロボットに代えることから、リン
クの移動範囲に制限が加わり、ロボットの動作範囲、即
ち第2のアーム8の先端手首部に取付けられたエンドエ
フェクタの移動可能領域が減少することから、本実施の
形態では第2のアーム8の長さを長くしてこのロボット
動作範囲の減少を防止する。そのために、本実施の形態
では、第3関節用減速機6の出力軸と第2のアーム8の
固着を解き、この第3関節用減速機6の出力軸にアーム
延長用部材15を固着し、さらにこのアーム延長用部材
15に第2のアーム8を固着することによって第2のア
ームの長さを長くして固定リンク型ロボットの動作範囲
をアーム直動型ロボットとほぼ同一になるようにしてい
る。また、上部リンクを構成する第1のリンク10の他
端にはゴムや合成樹脂等の柔軟性のある材料で構成され
たストッパを一部に有するストッパ付きシャフト13を
介して回動自在に第2のリンク11を固定し、さらにシ
ャフト13と同様にストッパを一部に有するシャフト1
4を介して第3のリンク12を第2のリンク11に対し
回動自在に装着し、この第3のリンク12の他端を第2
関節のベース3に設けられているリンク固定用取付板1
8に固着する。
付加して固定リンク型ロボットに代えることから、リン
クの移動範囲に制限が加わり、ロボットの動作範囲、即
ち第2のアーム8の先端手首部に取付けられたエンドエ
フェクタの移動可能領域が減少することから、本実施の
形態では第2のアーム8の長さを長くしてこのロボット
動作範囲の減少を防止する。そのために、本実施の形態
では、第3関節用減速機6の出力軸と第2のアーム8の
固着を解き、この第3関節用減速機6の出力軸にアーム
延長用部材15を固着し、さらにこのアーム延長用部材
15に第2のアーム8を固着することによって第2のア
ームの長さを長くして固定リンク型ロボットの動作範囲
をアーム直動型ロボットとほぼ同一になるようにしてい
る。また、上部リンクを構成する第1のリンク10の他
端にはゴムや合成樹脂等の柔軟性のある材料で構成され
たストッパを一部に有するストッパ付きシャフト13を
介して回動自在に第2のリンク11を固定し、さらにシ
ャフト13と同様にストッパを一部に有するシャフト1
4を介して第3のリンク12を第2のリンク11に対し
回動自在に装着し、この第3のリンク12の他端を第2
関節のベース3に設けられているリンク固定用取付板1
8に固着する。
【0015】また、本実施の形態では、固定リンク型ロ
ボットに変更することによって広がるロボットの干渉半
径の増加を最小にするために、第2関節のベース3を第
1関節の旋回中心O1よりオフセットして取付ける。そ
のために、第1関節の減速機2の出力軸と第2関節のベ
ース3との結合を解き、第2関節のベース3にアダプタ
16を固着すると共にこのアダプタ16と第1関節用減
速機2の出力軸を連結して第1関節の旋回中心O1と第
2関節のベース中心、即ち第2関節の位置を第3のリン
ク12の取付位置と反対方向にオフセットさせる。
ボットに変更することによって広がるロボットの干渉半
径の増加を最小にするために、第2関節のベース3を第
1関節の旋回中心O1よりオフセットして取付ける。そ
のために、第1関節の減速機2の出力軸と第2関節のベ
ース3との結合を解き、第2関節のベース3にアダプタ
16を固着すると共にこのアダプタ16と第1関節用減
速機2の出力軸を連結して第1関節の旋回中心O1と第
2関節のベース中心、即ち第2関節の位置を第3のリン
ク12の取付位置と反対方向にオフセットさせる。
【0016】以上のようにして、アーム直動型ロボット
を固定リンク型ロボットに変更する。第1関節のサーボ
モータM1を駆動すると、オフセットされた第2関節の
ベース3は旋回中心O1を中心に旋回し、第2関節のサ
ーボモータM2を駆動すれば、第1のアーム5は第2関
節用減速機4の出力軸を中心にその先端(第3関節側)
が図1(a)において左右に回動する。この第1のアー
ム5の移動と共に、第1のリンク10は軸受20によっ
て第1のアーム5に対して相対回転し、また、第1のリ
ンク10と第2のリンク11、第2のリンク11と第3
のリンク12はストッパ付きシャフト13,14を介し
て相対回動し、第2のリンク11は第1のアーム5と平
行な状態を維持して移動することになる。この際ストッ
パ付きシャフト13,14のストッパが第1のアーム5
に当接する位置が第1のアーム5の構造的な移動限界と
なる。さらに、第3関節のサーボモータM3を駆動すれ
ば、第2のアーム8の先端(手首側)は第3関節用減速
機6の出力軸を中心に、図1(a)において上下に回動
することになる。
を固定リンク型ロボットに変更する。第1関節のサーボ
モータM1を駆動すると、オフセットされた第2関節の
ベース3は旋回中心O1を中心に旋回し、第2関節のサ
ーボモータM2を駆動すれば、第1のアーム5は第2関
節用減速機4の出力軸を中心にその先端(第3関節側)
が図1(a)において左右に回動する。この第1のアー
ム5の移動と共に、第1のリンク10は軸受20によっ
て第1のアーム5に対して相対回転し、また、第1のリ
ンク10と第2のリンク11、第2のリンク11と第3
のリンク12はストッパ付きシャフト13,14を介し
て相対回動し、第2のリンク11は第1のアーム5と平
行な状態を維持して移動することになる。この際ストッ
パ付きシャフト13,14のストッパが第1のアーム5
に当接する位置が第1のアーム5の構造的な移動限界と
なる。さらに、第3関節のサーボモータM3を駆動すれ
ば、第2のアーム8の先端(手首側)は第3関節用減速
機6の出力軸を中心に、図1(a)において上下に回動
することになる。
【0017】リンク10,11,12を付加したことに
より、ストッパ付きシャフト13若しくは14が第1の
アーム5に当接し第1のアーム5の回動範囲が制限され
ることになり、改造する前のアーム直動型ロボットと比
較しロボットの動作範囲が狭くなるが、第2のアームを
アーム延長用部材15によって長くしているから、この
ロボットの動作範囲の縮小をカバーし改造前のアーム直
動型ロボットとほぼ同一の動作範囲を確保している。ま
た、第2関節の回動中心を第1関節の旋回中心より、第
2のアーム側(リンク11の取付側の反対方向)にオフ
セットした位置としているから、固定リンク型ロボット
にすることによって広がった干渉半径の増加を抑えてい
る。
より、ストッパ付きシャフト13若しくは14が第1の
アーム5に当接し第1のアーム5の回動範囲が制限され
ることになり、改造する前のアーム直動型ロボットと比
較しロボットの動作範囲が狭くなるが、第2のアームを
アーム延長用部材15によって長くしているから、この
ロボットの動作範囲の縮小をカバーし改造前のアーム直
動型ロボットとほぼ同一の動作範囲を確保している。ま
た、第2関節の回動中心を第1関節の旋回中心より、第
2のアーム側(リンク11の取付側の反対方向)にオフ
セットした位置としているから、固定リンク型ロボット
にすることによって広がった干渉半径の増加を抑えてい
る。
【0018】第1のアーム5が図1(a)において、例
えば時計方向に回動したとき、第2のアーム8の先端手
首にかかる負荷(該手首に取付けられたエンドエフェク
タやエンドエフェクタで把持し搬送する物品等の荷重)
及び第2のアーム8、第1のアーム5の自重等によりは
第2関節部に大きなモーメントがかかろうとする。即
ち、第2関節の減速機4やサーボモータM2に大きな負
荷がかかろうとするが、第1のアームの先端(第3関節
側)にかかる負荷は第1のリンク10、シャフト13、
第2のリンク11、シャフト14、第3のリンク12を
介して第2関節のベース3にかかり、第1のアーム5の
先端にかかる負荷はリンク機構を介して第2関節のベー
ス3で支えられることになるから、第2関節の関節部の
減速機4、サーボモータM2にかかる負荷は軽減される
ことになる。その結果、ロボットの手首部の可搬重量が
増加しても、第2関節の減速機4やサーボモータM2を
大型のものに変えたり、ロボットの移動速度を低下させ
るることなく、作業を行うことができるものとなる。
えば時計方向に回動したとき、第2のアーム8の先端手
首にかかる負荷(該手首に取付けられたエンドエフェク
タやエンドエフェクタで把持し搬送する物品等の荷重)
及び第2のアーム8、第1のアーム5の自重等によりは
第2関節部に大きなモーメントがかかろうとする。即
ち、第2関節の減速機4やサーボモータM2に大きな負
荷がかかろうとするが、第1のアームの先端(第3関節
側)にかかる負荷は第1のリンク10、シャフト13、
第2のリンク11、シャフト14、第3のリンク12を
介して第2関節のベース3にかかり、第1のアーム5の
先端にかかる負荷はリンク機構を介して第2関節のベー
ス3で支えられることになるから、第2関節の関節部の
減速機4、サーボモータM2にかかる負荷は軽減される
ことになる。その結果、ロボットの手首部の可搬重量が
増加しても、第2関節の減速機4やサーボモータM2を
大型のものに変えたり、ロボットの移動速度を低下させ
るることなく、作業を行うことができるものとなる。
【0019】図3は本発明の第2実施の形態を示す図
で、図3(a)は正面図、図3(b)は側面図、図4は
該第2実施形態における第3関節部の要部説明図であ
る。図1に示す第1の実施の形態と相違する点は、アー
ム直動型ロボットを固定リンク型ロボットに改造する際
に、第1のアーム5が取付けられている第2関節のベー
ス3及び第3関節のケーシング7に対して第1のアーム
5とは反対側にリンク機構を付加する点である。また、
第3関節の減速機6に代えて軸受を設け、第2のアーム
8の軸心の該アームの回動中心点と第1関節の旋回中心
軸01とがずれないように構成されていることから、第
1の実施の形態で必要であったアダプタ17を必要とし
ない。また、この第2の実施の形態では、第2関節の位
置を第1関節の旋回中心からオフセットしないことから
アダプタ16も設けていない。
で、図3(a)は正面図、図3(b)は側面図、図4は
該第2実施形態における第3関節部の要部説明図であ
る。図1に示す第1の実施の形態と相違する点は、アー
ム直動型ロボットを固定リンク型ロボットに改造する際
に、第1のアーム5が取付けられている第2関節のベー
ス3及び第3関節のケーシング7に対して第1のアーム
5とは反対側にリンク機構を付加する点である。また、
第3関節の減速機6に代えて軸受を設け、第2のアーム
8の軸心の該アームの回動中心点と第1関節の旋回中心
軸01とがずれないように構成されていることから、第
1の実施の形態で必要であったアダプタ17を必要とし
ない。また、この第2の実施の形態では、第2関節の位
置を第1関節の旋回中心からオフセットしないことから
アダプタ16も設けていない。
【0020】図3(b)、図4に示すように、第3関節
のケーシング7から第3関節の減速機6を取り外し、こ
の減速機6の代わりに軸受20を設け、該軸受20の外
輪をボルトBでケーシング7に固着し、軸受20の内輪
をシャフト19にボルトBで固着し、さらにシャフト1
9のフランジ部をボルトBで第1のアーム5に固着す
る。なお、第1のアーム5とケーシング7の間は、変更
する前のその間の距離と同一となるようにシャフト19
等の長さが調節されている。これによって、第1関節の
旋回中心線01と第2のアーム8の軸心の回動中心O´
を一致させる。また、ケーシング7から取り出した減速
機6をケーシング7の第1のアーム5の取り付け面と対
向する面にボルトで固定すると共に該減速機6の出力軸
に第2のアーム8を固着する。さらに、部材21等を介
して該減速機6のハウジングに上部リンクを構成する第
1のリンク10を固着する。
のケーシング7から第3関節の減速機6を取り外し、こ
の減速機6の代わりに軸受20を設け、該軸受20の外
輪をボルトBでケーシング7に固着し、軸受20の内輪
をシャフト19にボルトBで固着し、さらにシャフト1
9のフランジ部をボルトBで第1のアーム5に固着す
る。なお、第1のアーム5とケーシング7の間は、変更
する前のその間の距離と同一となるようにシャフト19
等の長さが調節されている。これによって、第1関節の
旋回中心線01と第2のアーム8の軸心の回動中心O´
を一致させる。また、ケーシング7から取り出した減速
機6をケーシング7の第1のアーム5の取り付け面と対
向する面にボルトで固定すると共に該減速機6の出力軸
に第2のアーム8を固着する。さらに、部材21等を介
して該減速機6のハウジングに上部リンクを構成する第
1のリンク10を固着する。
【0021】第1のリンク10の他端はストッパ付きシ
ャフト13で第2のリンク11の一端に回動自在に軸着
し、さらに第2のリンク11の他端はストッパ付きシャ
フト14で第3のリンク12の一端に回動自在に軸着
し、さらにこの第3のリンク12の他端は第2関節のベ
ース3に設けられたリンク固定用取付板18に固着する
(なお、この第2の実施の形態では、このリンク固定用
取付板18の位置が第1の実施の形態とは異なってい
る)。
ャフト13で第2のリンク11の一端に回動自在に軸着
し、さらに第2のリンク11の他端はストッパ付きシャ
フト14で第3のリンク12の一端に回動自在に軸着
し、さらにこの第3のリンク12の他端は第2関節のベ
ース3に設けられたリンク固定用取付板18に固着する
(なお、この第2の実施の形態では、このリンク固定用
取付板18の位置が第1の実施の形態とは異なってい
る)。
【0022】第1関節のサーボモータM1が駆動される
と第2関節のベース3が旋回中心を中心として回動し、
第1、第2のアーム5、8及びリンク10,11も共に
回動し、第2関節のサーボモータM2が駆動されると第
1のアーム5の先端部(第3関節側)は図3(a)にお
いて左右に回動する。第1のアーム5の先端部には第3
関節のケーシング7がシャフト19及び軸受20を介し
て回動自在に固着され、第3関節のケーシング7に第3
関節用減速機6及び上部リンク10が固着され、該減速
機6の出力軸に第2のアーム8が固着されているから、
第1のアーム5の回動によって第3関節用減速機6、第
3関節のケーシング7、第1のリンク10、第2のアー
ム8も移動する。第1のリンク10の他端に一端が回動
自在に軸着されかつ他端が第3のリンク12にストッパ
付きシャフト14で回動自在に軸着された第2のリンク
11も、軸着部で相対的に回動しながら移動し、第2の
リンク11は第1のアーム5と平行な状態を保持する。
また第3関節のサーボモータM3を駆動すれば第2のア
ーム8は図3(a)において、その先端部(手首部)を
上下方向に移動することになる。
と第2関節のベース3が旋回中心を中心として回動し、
第1、第2のアーム5、8及びリンク10,11も共に
回動し、第2関節のサーボモータM2が駆動されると第
1のアーム5の先端部(第3関節側)は図3(a)にお
いて左右に回動する。第1のアーム5の先端部には第3
関節のケーシング7がシャフト19及び軸受20を介し
て回動自在に固着され、第3関節のケーシング7に第3
関節用減速機6及び上部リンク10が固着され、該減速
機6の出力軸に第2のアーム8が固着されているから、
第1のアーム5の回動によって第3関節用減速機6、第
3関節のケーシング7、第1のリンク10、第2のアー
ム8も移動する。第1のリンク10の他端に一端が回動
自在に軸着されかつ他端が第3のリンク12にストッパ
付きシャフト14で回動自在に軸着された第2のリンク
11も、軸着部で相対的に回動しながら移動し、第2の
リンク11は第1のアーム5と平行な状態を保持する。
また第3関節のサーボモータM3を駆動すれば第2のア
ーム8は図3(a)において、その先端部(手首部)を
上下方向に移動することになる。
【0023】図5は、上記第2の実施の形態における第
3関節部の別な形態の要部説明図である。この図5で示
す形態は、図4と比較し、軸受20の外輪が第1のアー
ム5に固着され、軸受の内輪がシャフト19な固着さ
れ、シャフトの他端は第3関節のケーシング7に固着さ
れている点が相違するのみである。
3関節部の別な形態の要部説明図である。この図5で示
す形態は、図4と比較し、軸受20の外輪が第1のアー
ム5に固着され、軸受の内輪がシャフト19な固着さ
れ、シャフトの他端は第3関節のケーシング7に固着さ
れている点が相違するのみである。
【0024】上述した第2の実施の形態の場合も、第1
のアーム5の先端(第3関節側)にかかる負荷は第1の
リンク10、シャフト13、第2のリンク11、シャフ
ト14、第3のリンク12を介して第2関節のベース3
にかかり、第1のアーム5の先端にかかる負荷はリンク
機構を介して第2関節のベース3で支えられることにな
るから、第2関節の関節部の減速機4、サーボモータM
2にかかる負荷は軽減されることになる。
のアーム5の先端(第3関節側)にかかる負荷は第1の
リンク10、シャフト13、第2のリンク11、シャフ
ト14、第3のリンク12を介して第2関節のベース3
にかかり、第1のアーム5の先端にかかる負荷はリンク
機構を介して第2関節のベース3で支えられることにな
るから、第2関節の関節部の減速機4、サーボモータM
2にかかる負荷は軽減されることになる。
【0025】
【発明の効果】本発明は、既に配設されているアーム直
動型ロボットをロボットベースを変更することなく簡単
に固定リンク型ロボットに改造することができるから、
ロボットアーム先端の手首部の可搬重量が増加した際
に、固定リンク型ロボットに簡単に変更することがで
き、ロボット関節にかかる負荷を軽減させロボットの動
作速度を低下させることもなく、また、減速機や駆動源
のサーボモータ等を大型なものに変更する必要もない。
動型ロボットをロボットベースを変更することなく簡単
に固定リンク型ロボットに改造することができるから、
ロボットアーム先端の手首部の可搬重量が増加した際
に、固定リンク型ロボットに簡単に変更することがで
き、ロボット関節にかかる負荷を軽減させロボットの動
作速度を低下させることもなく、また、減速機や駆動源
のサーボモータ等を大型なものに変更する必要もない。
【図1】本発明のアーム直動型ロボットを固定リンク型
ロボットに改造したときの第1の実施の形態を示す図で
ある。
ロボットに改造したときの第1の実施の形態を示す図で
ある。
【図2】同第1の実施の形態における第3関節部の要部
説明図である。
説明図である。
【図3】本発明のアーム直動型ロボットを固定リンク型
ロボットに改造したときの第2の実施の形態を示す図で
ある。
ロボットに改造したときの第2の実施の形態を示す図で
ある。
【図4】同第2の実施の形態における第3関節部の要部
説明図である。
説明図である。
【図5】同第2の実施の形態における第3関節部の他の
形態の要部説明図である。
形態の要部説明図である。
【図6】本発明を適用するアーム直動型ロボットの一実
施形態を示す図である。
施形態を示す図である。
【符号の説明】 1 ロボットベース 2 第1関節の減速機 3 第2関節のベース 4 第2関節の減速機 5 第1のアーム 6 第3関節の減速機 7 第3関節のケーシング 8 第2のアーム 10,11,12 リンク 13,14 ストッパ付きシャフト 15 延長アーム 16,17 アダプタ 18 リンク固定用取付板 19 シャフト 20 軸受 21 部材 M1,M2,M3 サーボモータ
Claims (9)
- 【請求項1】 アーム直動型ロボットに該アーム直動型
ロボットを固定リンク型ロボットに変更するための部材
を予め用意しておき、アーム直動型ロボットを取付ベー
スから取外すことなく上記部材をアーム直動型ロボット
に付加することによって固定リンク型ロボットを構成す
ることを特徴とする垂直多関節型ロボット。 - 【請求項2】 上記アーム直動型ロボットはアーム片持
ち構造である請求項1記載の垂直多関節型ロボット。 - 【請求項3】 上記アーム直動型ロボットには、上記固
定リンク型ロボットに変更するための部材を固着するた
めのリンク固定用取付板が予め設けられている請求項1
若しくは請求項2記載の垂直多関節型ロボット。 - 【請求項4】 上記アーム直動型ロボットはベースに対
して第2関節のベースを旋回させる第1関節と、上記第
2関節のベースに対して第1のアームを揺動させる第2
関節と、第1のアームの先端で第2のアームを揺動させ
る第3関節とで構成され、固定リンク型ロボットに変更
するための部材は、上記第1のアームと第3関節を回動
自在に軸着する部材と、上記第3関節部に固着される第
1のリンクと該第1のリンクに対して回動自在に軸着さ
れる第2のリンクと、該第2のリンクに対して回動自在
に軸着される第3のリンクとを備え、上記第3のリンク
の他端は上記第1のアームのベースに固着される請求項
1記載の垂直多関節型ロボット。 - 【請求項5】 上記第1のリンクは上記第1のアームと
上記第3関節の第2のアームを駆動する減速機間に取付
けられ、該第1のリンクの追加による第1関節の旋回中
心線と第2のアームの軸心とのずれを修正するために、
上記第2関節の第1のアームを駆動する減速機と第1の
アーム間にアダプタが挿入され第1のアームはアダプタ
を介して駆動されるように構成される請求項4記載の垂
直多関節型ロボット。 - 【請求項6】 上記第1のリンクは上記第3関節部の第
1のアームの取付側と対向する第3関節のケーシングの
面に取付けられている請求項4記載の垂直多関節型ロボ
ット。 - 【請求項7】 上記第2のアームの長さを長くするため
の部材も用意され、固定リンク型ロボットに変更する際
に該部材を第2のアームに取付け、該アームの長さを長
くする請求項4乃至請求項6記載の内1項記載の垂直多
関節型ロボット。 - 【請求項8】 上記第2関節のベースを上記第1関節の
旋回中心よりオフセットして旋回させるためのアダプタ
を予め用意しておき、固定リンク型ロボットに変更する
際に該アダプタを取付ける請求項4乃至請求項7記載の
内1項記載の垂直多関節型ロボット。 - 【請求項9】 上記第1のリンクと第2のリンク及び第
2のリンクと第3のリンクとを回動自在に軸着するため
の各シャフトには、各リンクが回動したとき上記第1の
アームに当接する位置にストッパが設けられている請求
項4乃至請求項8記載の内1項記載の垂直多関節型ロボ
ット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14653096A JPH09300254A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 垂直多関節型ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14653096A JPH09300254A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 垂直多関節型ロボット |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09300254A true JPH09300254A (ja) | 1997-11-25 |
Family
ID=15409734
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14653096A Withdrawn JPH09300254A (ja) | 1996-05-17 | 1996-05-17 | 垂直多関節型ロボット |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09300254A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013528501A (ja) * | 2010-05-13 | 2013-07-11 | 三星重工業株式会社 | 着脱式4節リンク機構駆動装置を有する産業用ロボット |
| DE102019106650A1 (de) | 2018-03-20 | 2019-10-02 | Fanuc Corporation | Konstruktion eines Robotergelenks mit Antriebsmotor und Reduziergetriebe |
| CN111716343A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 机器人 |
| CN113500326A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-10-15 | 倍可机器人(无锡)有限公司 | 一种折叠式七轴焊接机器人结构 |
| CN115916474A (zh) * | 2020-06-17 | 2023-04-04 | 发那科株式会社 | 机器人装置 |
-
1996
- 1996-05-17 JP JP14653096A patent/JPH09300254A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2013528501A (ja) * | 2010-05-13 | 2013-07-11 | 三星重工業株式会社 | 着脱式4節リンク機構駆動装置を有する産業用ロボット |
| DE102019106650A1 (de) | 2018-03-20 | 2019-10-02 | Fanuc Corporation | Konstruktion eines Robotergelenks mit Antriebsmotor und Reduziergetriebe |
| US10906194B2 (en) | 2018-03-20 | 2021-02-02 | Fanuc Corporation | Structure of joint of robot including drive motor and reduction gear |
| CN115916474A (zh) * | 2020-06-17 | 2023-04-04 | 发那科株式会社 | 机器人装置 |
| CN111716343A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-29 | 珠海格力电器股份有限公司 | 机器人 |
| CN113500326A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-10-15 | 倍可机器人(无锡)有限公司 | 一种折叠式七轴焊接机器人结构 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030805 |