JPH10315165A - 多関節ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 モータ設置台数を半減してコストダウンを図
る。 【解決手段】 ロボット１は軸Ａ１〜Ａ４を有する４軸
型多関節ロボットであるが、２台のモータＭ２１，Ｍ２
２のみを設置している。モータＭ２１の駆動力は、選択
式駆動力伝達機構３１を介して、軸Ａ１，Ａ２の一方に
選択して伝達される。しかも、選択式駆動力伝達機構３
１により、軸Ａ１，Ａ２の一方に駆動力を伝達している
ときには、他方の軸の動きは拘束している。モータＭ２
２の駆動力は、選択式駆動力伝達機構３２を介して、軸
Ａ３，Ａ４の一方に選択して伝達される。しかも、選択
式駆動力伝達機構３２により、軸Ａ３，Ａ４の一方に駆
動力を伝達しているときには、他方の軸の動きは拘束し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は多関節ロボットに関
し、使用するモータ台数を削減してコストダウンを図る
ことができるように工夫したものであり、例えば、パレ
タイズロボットに適用して有用である。

【０００２】

【従来の技術】

【０００３】パレタイズロボットとは、袋物、バケッ
ト、箱等のワークをパレット上に配列する「パレタイ
ズ」動作や、逆に配列済のワークをパレット上から持ち
上げて取り出す「デパレタイズ」動作を行うタイプのロ
ボットである。

【０００４】図３はパレタイズロボットの一例であり、
４軸タイプのロボット１の先端に吸着ハンド２を備えた
構成となっている。前記ロボット１は、旋回を行う第１
軸Ａ１と、前後振りを行う第２軸Ａ２と、上下振りを行
う第３軸Ａ３と、ねじりを行う第４軸Ａ４とを有してい
る。つまり、第１軸Ａ１の先端に第２軸Ａ２が接続さ
れ、第２軸Ａ２の先端に第３軸Ａ３が接続され、第３軸
Ａ３の先端に第４軸Ａ４が接続されている多関節ロボッ
トとなっている。そして、第４軸Ａ４の先端に吸着ハン
ド２が取り付けられている。吸着ハンド２は、ワークの
上面を負圧吸引により吸い上げて持ち上げる機構となっ
ている。

【０００５】図４は上記ロボット１の駆動機構の概略を
示したものである。同図に示すように、このロボット１
には、４本の各軸Ａ１〜Ａ４に対応して４台のモータＭ
１〜Ｍ４を設置している。つまり、モータＭ１の駆動に
より第１軸Ａ１を駆動させ、モータＭ２の駆動により第
２軸Ａ２を駆動させ、モータＭ３の駆動により第３軸Ａ
３を駆動させ、モータＭ４の駆動により第４軸Ａ４を駆
動させている。

【０００６】図４の構成とすれば、各軸Ａ１〜Ａ４に１
対１に対応してモータＭ１〜Ｍ４を設置しているため、
高速で移動する場合には効率が上がる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、パレタイズ
ロボットの適用分野としては、高速で移動できなくても
低速で移動できれば十分な分野もある。このように、低
速移動できれば十分な分野に、図４のような、高速型の
パレタイズロボットを投入しても、投資が過大になって
しまう。つまり、高速型のパレタイズロボットは、４軸
の場合、４台のモータＭ１〜Ｍ４を備えているため、ど
うしても高価になってしまうのである。

【０００８】本発明は、高速性はさほど要求されない
が、安価なロボット（例えばパレタイズロボット）が要
望される分野に適合する多関節ロボットを提供すること
を目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の構成は、基端側の軸の先端に先端側の軸が接続され
る状態で偶数本の軸を有して構成されている多関節ロボ
ットにおいて前記軸を駆動させる駆動力を発生するた
め、前記軸の本数の半分の台数設置されている複数台の
モータと、奇数番目の軸とこの奇数番目の軸に接続され
た偶数番目の軸とでなる各組と、前記各モータとの間に
それぞれ介装されており、前記モータの駆動力を、偶数
番目の軸と奇数番目の軸とのうちの一方の軸に伝達して
いるときには、他方の軸への駆動力の伝達を禁止すると
ともに他方の軸の動きを拘束し、逆に、前記モータの駆
動力を、偶数番目の軸と奇数番目の軸とのうちの他方の
軸に伝達しているときには、一方の軸への駆動力の伝達
を禁止するとともに一方の軸の動きを拘束する選択式駆
動力伝達機構を備えたことを特徴とする。

【００１０】また本発明の構成は、前記選択式駆動力伝
達機構を、前記モータから駆動力が伝達されるととも
に、相互に噛合している奇数側ギヤと偶数側ギヤと、奇
数側ギヤにより伝達される駆動力を伝達・遮断する奇数
側クラッチと、偶数側ギヤにより伝達される駆動力を伝
達・遮断する偶数側クラッチと、奇数側の軸の動きを拘
束する奇数側ブレーキと、偶数側の軸の動きを拘束する
偶数側ブレーキと、で構成したことを特徴とする。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を、図
面に基づき詳細に説明する。図１は本実施の形態にかか
る４軸パレタイズロボットの駆動機構の概要を示す。同
図に示すように、ロボット１は、旋回を行う第１軸Ａ１
と、前後振りを行う第２軸Ａ２と、上下振りを行う第３
軸Ａ３と、ねじりを行う第４軸Ａ４とを有している。つ
まり、第１軸Ａ１の先端に第２軸Ａ２が接続され、第２
軸Ａ２の先端に第３軸Ａ３が接続され、第３軸Ａ３の先
端に第４軸Ａ４が接続されている多関節ロボットとなっ
ている。そして、第４軸Ａ４の先端に吸着ハンド２が取
り付けられる。吸着ハンド２は、ワークの上面を負圧吸
引により吸い上げて持ち上げる機構のものを採用する。

【００１２】本実施の形態では、ロボット１は４軸型で
あるが、２台のモータＭ２１，Ｍ２２のみを備えてい
る。そしてモータＭ２１の駆動力は選択式駆動力伝達機
構３１を介して、第１軸Ａ１または第２軸Ａ２のうちの
一方に選択的に伝達されるようになっている。詳細は後
述するが、選択式駆動力伝達機構３１の作用により、モ
ータＭ２１の駆動力が第１軸Ａ１に伝達されているとき
には、第２軸Ａ２の駆動（移動）を拘束するように第２
軸Ａ２にブレーキをかけている。また、選択式駆動力伝
達機構３１の作用により、モータＭ２１の駆動力が第２
軸Ａ２に伝達されているときには、第１軸Ａ１の駆動
（移動）を拘束するように第１軸Ａ１にブレーキをかけ
ている。

【００１３】一方、モータＭ２２の駆動力は選択式駆動
力伝達機構３２を介して、第３軸Ａ３または第４軸Ａ４
のうちの一方に選択的に伝達されるようになっている。
詳細は後述するが、選択式駆動力伝達機構３２の作用に
より、モータＭ２２の駆動力が第３軸Ａ３に伝達されて
いるときには、第４軸Ａ４の駆動（移動）を拘束するよ
うに第４軸Ａ４にブレーキをかけている。また選択式駆
動力伝達機構３２の作用により、モータＭ２２の駆動力
が第４軸Ａ４に伝達されているときには、第３軸Ａ３の
駆動（移動）を拘束するように第３軸Ａ３にブレーキを
かけている。

【００１４】前記選択式駆動力伝達機構３１，３２の基
本構成及び動作は同様であるので、ここでは、図２を参
照して選択式駆動力伝達機構３１の構成を説明する。

【００１５】図２に示すように、選択式駆動力伝達機構
３１は、相互に噛合している奇数側ギヤＧ１と偶数側ギ
ヤＧ２を有しており、モータＭ２１の駆動軸が奇数側ギ
ヤＧ１に連結されている。なお、モータＭ２１の駆動軸
を偶数側ギヤＧ２に連結してもよい。

【００１６】奇数側ギヤＧ１には、奇数側クラッチＣ
１，奇数側ブレーキＢ１及びかさ歯車ＧＢを介して第１
伝達軸ａ１が連結されている。奇数側クラッチＣ１が接
続状態となり、且つ、奇数側ブレーキＢ１の制動が開放
されているときには、モータＭ２１の駆動力が第１伝達
軸ａ１に伝達し、この第１伝達軸ａ１が回転駆動するこ
とにより、第１軸Ａ１が旋回移動するようになってい
る。

【００１７】偶数側ギヤＧ２には、偶数側クラッチＣ
２，偶数側ブレーキＢ２を介して第２伝達軸ａ２が連結
されている。偶数側クラッチＣ２が接続状態となり、且
つ、偶数側ブレーキＢ２の制動が開放されているときに
は、モータＭ２１の駆動力が第２伝達軸ａ２に伝達し、
この第２伝達軸ａ２が回転駆動することにより、第２軸
Ａ２が前後振り動作をするようになっている。

【００１８】かかる構成の選択式駆動力伝達機構３１で
は、第１軸Ａ１及び第２軸Ａ２を駆動させるときには、
両軸Ａ１，Ａ２を同時に駆動するのではなく、例えば先
ず第１軸Ａ１を駆動させてから、その後に、第２軸Ａ２
を駆動させる。このときの、選択式駆動力伝達機構３１
の動作は次の通りである。

【００１９】即ち、第１軸Ａ１を駆動させる際には、奇
数側クラッチＣ１を接続状態にするとともに、奇数側ブ
レーキＢ１の制動を開放し、偶数側クラッチＣ２を開放
状態にするとともに、偶数側ブレーキＢ２の制動をきか
せる。このようにすることにより、第１伝達軸ａ１が回
転駆動して第１軸Ａ１が旋回駆動する。このとき、偶数
側クラッチＣ２を開放状態にするとともに偶数側ブレー
キＢ２の制動が作用するので、第２伝達軸ａ２の動きは
拘束され、第２軸Ａ２が駆動することはなく、安全であ
る。つまり、第１軸Ａ１が駆動しているときには、第２
軸Ａ２の動きが拘束されるようなインターロック機構と
なっている。

【００２０】次に、第２軸Ａ２を駆動させる際には、偶
数側クラッチＣ２を接続状態にするとともに、偶数側ブ
レーキＢ２の制動を開放し、奇数側クラッチＣ１を開放
状態にするとともに、奇数側ブレーキＢ１の制動をきか
せる。このようにすることにより、第２伝達軸ａ２が回
転駆動して第２軸Ａ２が前後振り動作する。このとき、
奇数側クラッチＣ１を開放状態にするとともに奇数側ブ
レーキＢ１の制動が作用するので、第１伝達軸ａ１の動
きは拘束され、第１軸Ａ１が駆動することはなく、安全
である。つまり、第２軸Ａ２が駆動しているときには、
第１軸Ａ１の動きが拘束されるようなインターロック機
構となっている。

【００２１】上述した構成及び動作は、選択式駆動力伝
達機構３２においても同様であり、モータＭ２２の駆動
力は選択式駆動力伝達機構３２を介して、第３軸Ａ３ま
たは第４軸Ａ４のうちの一方に選択的に伝達される。

【００２２】このように、選択式駆動力伝達機構３１，
３２を備えているため、４軸型のロボット１であって
も、２台のモータＭ２１，Ｍ２２により、４つの軸Ａ１
〜Ａ４を駆動することができる。また、モータ設置台数
は、従来の半分で済み、コストダウンを図ることができ
る。

【００２３】

【発明の効果】以上実施の形態と共に具体的に説明した
ように、本発明では、基端側の軸の先端に先端側の軸が
接続される状態で偶数本の軸を有して構成されている多
関節ロボットにおいて前記軸を駆動させる駆動力を発生
するため、前記軸の本数の半分の台数設置されている複
数台のモータと、奇数番目の軸とこの奇数番目の軸に接
続された偶数番目の軸とでなる各組と、前記各モータと
の間にそれぞれ介装されており、前記モータの駆動力
を、偶数番目の軸と奇数番目の軸とのうちの一方の軸に
伝達しているときには、他方の軸への駆動力の伝達を禁
止するとともに他方の軸の動きを拘束し、逆に、前記モ
ータの駆動力を、偶数番目の軸と奇数番目の軸とのうち
の他方の軸に伝達しているときには、一方の軸への駆動
力の伝達を禁止するとともに一方の軸の動きを拘束する
選択式駆動力伝達機構を備えた構成とした。

【００２４】かかる構成としたことにより、設置するモ
ータ台数を、従来技術の半分にすることができ、ロボッ
ト価格を安価にすることができる。

【００２５】また本発明では、前記選択式駆動力伝達機
構を、モータから駆動力が伝達されるとともに、相互に
噛合している奇数側ギヤと偶数側ギヤと、奇数側ギヤに
より伝達される駆動力を伝達・遮断する奇数側クラッチ
と、偶数側ギヤにより伝達される駆動力を伝達・遮断す
る偶数側クラッチと、奇数側の軸の動きを拘束する奇数
側ブレーキと、偶数側の軸の動きを拘束する偶数側ブレ
ーキと、で構成した。このため、奇数側の軸と偶数側の
軸の一方のみを駆動させるインターロック機構となり、
安全性が向上する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態にかかる多関節パレタイズ
ロボットの駆動機構の概要を示す構成図。

【図２】実施の形態に用いる選択式駆動力伝達機構を示
す構成図。

【図３】パレタイズロボットを示す構成図。

【図４】従来の多関節パレタイズロボットの駆動機構の
概要を示す構成図。

【符号の説明】

１ ロボット ２ 吸着ハンド Ａ１ 第１軸 Ａ２ 第２軸 Ａ３ 第３軸 Ａ４ 第４軸 Ｍ１〜Ｍ４，Ｍ２１，Ｍ２２ モータ ３１，３２ 選択式駆動力伝達機構 Ｇ１ 奇数側ギヤ Ｇ２ 偶数側ギヤ Ｃ１ 奇数側クラッチ Ｃ２ 偶数側クラッチ Ｂ１ 奇数側ブレーキ Ｂ２ 偶数側ブレーキ ａ１ 第１伝達軸 ａ２ 第２伝達軸 ＧＢ かさ歯車

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基端側の軸の先端に先端側の軸が接続さ
   れる状態で偶数本の軸を有して構成されている多関節ロ
   ボットにおいて前記軸を駆動させる駆動力を発生するた
   め、前記軸の本数の半分の台数設置されている複数台の
   モータと、 奇数番目の軸とこの奇数番目の軸に接続された偶数番目
   の軸とでなる各組と、前記各モータとの間にそれぞれ介
   装されており、前記モータの駆動力を、偶数番目の軸と
   奇数番目の軸とのうちの一方の軸に伝達しているときに
   は、他方の軸への駆動力の伝達を禁止するとともに他方
   の軸の動きを拘束し、逆に、前記モータの駆動力を、偶
   数番目の軸と奇数番目の軸とのうちの他方の軸に伝達し
   ているときには、一方の軸への駆動力の伝達を禁止する
   とともに一方の軸の動きを拘束する選択式駆動力伝達機
   構を備えたことを特徴とする多関節ロボット。
2. 【請求項２】前記選択式駆動力伝達機構は、 前記モータから駆動力が伝達されるとともに、相互に噛
   合している奇数側ギヤと偶数側ギヤと、 奇数側ギヤにより伝達される駆動力を伝達・遮断する奇
   数側クラッチと、偶数側ギヤにより伝達される駆動力を
   伝達・遮断する偶数側クラッチと、 奇数側の軸の動きを拘束する奇数側ブレーキと、偶数側
   の軸の動きを拘束する偶数側ブレーキと、 で構成されていることを特徴とする多関節ロボット。