JPH11262889A - Industrial articulated robot - Google Patents
Industrial articulated robotInfo
- Publication number
- JPH11262889A JPH11262889A JP6632398A JP6632398A JPH11262889A JP H11262889 A JPH11262889 A JP H11262889A JP 6632398 A JP6632398 A JP 6632398A JP 6632398 A JP6632398 A JP 6632398A JP H11262889 A JPH11262889 A JP H11262889A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- horizontal
- lever
- spring
- link
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims abstract description 39
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims abstract description 39
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims abstract description 22
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 6
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 3
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用多関節ロボ
ットに関する。例えば、実入りカートンケース、通い箱
等の積み上げ、積み降ろしに使用する中荷重用４関節ロ
ボットにおいて、水平アームのバランサ機構を改良した
ものである。[0001] The present invention relates to an industrial articulated robot. For example, in a medium-load four-joint robot used for stacking and unloading full carton cases and return boxes, the balancer mechanism of the horizontal arm is improved.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の多関節ロボットにおける水平アー
ムの重量によって生じる水平アームの回転軸における回
転モーメントを打ち消すバランス方式には、カウンタウ
ェイト方式、引っ張りばね又は圧縮ばねの付勢力を利用
した方式、シリンダとピストンを用い流体圧力により得
られた力を利用してバランスさせる方式、これらを併用
した方式等がある。2. Description of the Related Art In a conventional articulated robot, a counterweight method, a method using a biasing force of a tension spring or a compression spring, a method using a biasing force of a tension spring or a compression method are used as a balance method for canceling a rotational moment on a rotation axis of a horizontal arm caused by the weight of the horizontal arm. There is a method of using a piston and a piston to balance using the force obtained by the fluid pressure, and a method of using these in combination.
【０００３】カウンタウェイト方式では、水平アームの
回転軸対称の位置に重量物を配置して直接バランスさせ
るか、或いは、垂直軸後部にカウンタウェイトを設置
し、リンクを用いて水平アームと接続し、バランスをと
るようにしているが、この方式はロボットの干渉領域が
多い、重量も重い、慣性負荷が大きい等の欠点を有して
いるので、通常はばね又は加圧流体により付勢されるシ
リンダを利用して、バランス力を得るようにしたものが
一般的となっている。[0003] In the counterweight method, a heavy object is placed at a position symmetrical to the rotation axis of the horizontal arm and directly balanced, or a counterweight is installed at the rear part of the vertical axis and connected to the horizontal arm using a link. The balance is adjusted, but this method has disadvantages such as a large robot interference area, heavy weight, and a large inertial load.Therefore, the cylinder is usually biased by a spring or a pressurized fluid. It is common to obtain a balance by using a computer.
【０００４】ばねを使ったものの従来例を説明すると、
旋回台上で揺動する垂直アームの上端の軸を回転軸とし
て揺動する水平アームの重量をバランスさせるとき、垂
直アームの上方に垂直方向を保ったまま平行に移動する
部材を設け、この部材の先端と水平アームとの間に斜め
に、付勢された引っ張りばねを張架する直接ばねバラン
ス構造が考えられるが、この方式は、部材の張り出し部
分が大きく重量も大きいので、バランス用ばねを旋回台
の近傍に設置するようにしたものが提案されている（例
えば特開昭５９−１６７４８６号公報）。A conventional example using a spring will be described.
When balancing the weight of the horizontal arm that swings around the axis at the upper end of the vertical arm that swings on the swivel table, a member that moves in parallel while maintaining the vertical direction is provided above the vertical arm, A direct spring balance structure, in which a biased tension spring is stretched diagonally between the tip of the horizontal arm and the horizontal arm, is conceivable. A device that is installed near a swivel table has been proposed (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. Sho 59-167486).
【０００５】この構成は、水平アームの傾きを平行リン
ク機構により垂直アームの回転駆動軸近傍に平行移動
し、この位置において付勢された引っ張りばね又は圧縮
ばねによりバランス力を加えるものである。加圧流体
（エア圧又は油圧）により付勢されるシリンダを利用し
たバランサの構造は、上記のばね利用のバランサのばね
をエア圧シリンダ又は油圧シリンダに置き換え、加圧流
体の圧力調整機能を追加設置した構成である。In this configuration, the inclination of the horizontal arm is moved in parallel to the vicinity of the rotary drive shaft of the vertical arm by a parallel link mechanism, and a balance force is applied by a tension spring or a compression spring biased at this position. The structure of a balancer that uses a cylinder that is biased by pressurized fluid (air pressure or hydraulic pressure) replaces the spring of the above-mentioned spring-based balancer with an air pressure cylinder or hydraulic cylinder, and adds a pressure adjustment function for pressurized fluid This is the installed configuration.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】従来の垂直アームの上
方に設けられた垂直を保って平行に移動する部材の先端
と水平アームとの間に斜めに引っ張りばねを張架する直
接ばねバランス方式は、部材の張り出し部分が大きく重
量も大きいので、ロボットの稼働範囲を広くしようとす
ると、装置全体が大きくなり、ばねが外に露出していて
危険である。また、ばねを引っ張りで使用しているた
め、ハンガ部分が応力集中により疲労破壊を生しやす
く、もしばねが破損した場合アームが落下する危険があ
る。The conventional direct spring balance system in which a tension spring is stretched obliquely between the tip of a member provided above the vertical arm and moving in parallel while maintaining the vertical position and the horizontal arm is known. Since the overhanging portions of the members are large and the weight is large, if the operating range of the robot is to be widened, the entire apparatus becomes large, and the spring is exposed outside, which is dangerous. Further, since the spring is used by pulling, the hanger portion is liable to cause fatigue destruction due to stress concentration, and if the spring is broken, there is a danger that the arm will fall.
【０００７】水平アームの傾きを平行リンク機構により
旋回台上に平行移動し、ばねでバランスさせるものは
（特開昭５９−１６７４８６号公報）、上記と同様に、
ばねが外に露出していて危険であり、ばねを引っ張りで
使用しているため、ハンガ部分が疲労破壊を生じやす
く、ばねが破損した場合アームが落下する危険がある。A device in which the inclination of the horizontal arm is moved in parallel on a swivel table by a parallel link mechanism and balanced by a spring (Japanese Patent Laid-Open No. 59-167486) is similar to the above.
Since the spring is exposed to the outside and is dangerous, and the spring is used by pulling, the hanger portion is liable to be fatigued and the arm may fall if the spring is broken.
【０００８】加圧流体を使用するシリンダを利用したバ
ランサの構造は、加圧流体の圧力調整機能や可撓配管等
を必要とし、構造が複雑でコスト高である。本発明は、
上記従来技術に鑑みて成されたものであり、水平アーム
内にバランサの主体を入れ、圧縮ばねを使用して、耐久
性良好で安全性の高い、簡素な水平アームバランサ機構
を備えた産業用多関節ロボットを提供することを目的と
する。The structure of a balancer using a cylinder using a pressurized fluid requires a function of adjusting the pressure of the pressurized fluid, a flexible pipe, and the like, and the structure is complicated and costly. The present invention
It is made in view of the above-mentioned prior art, and has a main body of a balancer in a horizontal arm, uses a compression spring, has good durability and high safety, and has a simple horizontal arm balancer mechanism for industrial use. An object is to provide an articulated robot.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を解決する本発
明の請求項１に係る産業用多関節ロボットは、基台の上
で水平に回転する旋回台に設けられた旋回台水平軸に下
端部において回転可能に支えられ、上端部に前記水平軸
と平行なアーム軸を有し垂直面内を傾斜揺動する直立ア
ームと、前記アーム軸を支点として前記直立アームと同
じ回転面内で回転可能な水平アームと、前記水平アーム
の先端に前記直立アームと同じ回転面内で回転可能に枢
着された手首と、前記アーム軸に回転可能に装着され第
１、第２のアームを備えたリンクアームと、前記旋回台
に設けられた第２の水平軸と前記リンクアームの第１の
アームの先端とをピン結合する垂直リンクロッドと、第
２のリンクアームの先端と前記手首の突出アームとをピ
ン結合する水平リンクロッドとから、前記リンクアーム
及び前記手首を常に前記旋回台に対して平行移動させる
平行リンク機構を構成し、前記旋回台に固設され前記直
立アームを揺動駆動するモータと、前記水平アームを揺
動駆動するモータとを有する産業用多関節ロボットにお
いて、水平アームの中央付近上側に設けられた水平軸に
回転可能に支えられ上下にアームを突出する梃子レバー
と、リンクアーム上に固設した軸と梃子レバーの上アー
ム端とをピン結合するレバーロッドと、水平アーム内に
設けられ片端部が水平アームにピンを介して結合し遊端
部が前記梃子レバーの下アーム端にピン結合する引張手
段とから、前記アーム軸における水平アームの重量によ
る片持ち荷重をバランスさせる水平アームバランサ機構
を構成することを以て課題解決の手段とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided an industrial articulated robot according to the first aspect of the present invention, wherein a lower end is provided on a horizontal axis of a swivel provided on a swivel that horizontally rotates on a base. An upright arm rotatably supported at a portion and having an arm axis at the upper end parallel to the horizontal axis and tilting and swinging in a vertical plane; and rotating about the arm axis as a fulcrum in the same rotation plane as the upright arm. A horizontal arm, a wrist rotatably mounted at the tip of the horizontal arm in the same rotation plane as the upright arm, and first and second arms rotatably mounted on the arm shaft. A link arm, a vertical link rod for pin-connecting a second horizontal axis provided on the swivel table to a tip of the first arm of the link arm, and a tip of the second link arm and a projecting arm of the wrist And horizontal pin A parallel link mechanism for constantly moving the link arm and the wrist in parallel with respect to the swivel table from the crotch; a motor fixed to the swivel table and configured to swing and drive the upright arm; and In an industrial articulated robot having a motor that swings and drives, a lever lever that is rotatably supported on a horizontal axis provided near the center of the horizontal arm and protrudes the arm vertically and is fixed on a link arm. A lever rod for pin-connecting the shaft to the upper arm end of the lever, a lever provided in the horizontal arm, one end of which is connected to the horizontal arm via a pin, and a free end of which is pin-connected to the lower arm of the lever; The object of the present invention is attained by configuring a horizontal arm balancer mechanism that balances a cantilever load due to the weight of the horizontal arm on the arm shaft from the tension means. To.
【００１０】また、上記目的を解決する本発明の請求項
２に係る産業用多関節ロボットは、請求項１において、
前記引張手段として、２本の圧縮ばねと、前記圧縮ばね
を直列に繋ぐリング形状の中間ばね受と、前記圧縮ばね
の両端に当接するばね受と、前記水平アームにピン結合
するばね支え金具と、前記梃子レバー側のばね受に固定
され他のばね受をそれぞれに備えた円周上等配分の孔を
通してガイドしばね前記支え金具に固定される３乃至４
本のボルトと、前記ばね支え金具側のばね受に固設され
圧縮ばね及び他のばね受の中を通して前記梃子レバーの
下側端部にピン結合する引張ロッドとから、前記梃子レ
バーと前記ばね支え金具の間に張力が生じたとき前記ボ
ルトと前記引張ロッドを介して前記圧縮ばねを圧縮する
ように構成されていることを以て課題解決の手段とす
る。According to a second aspect of the present invention, there is provided an industrial articulated robot according to the first aspect.
As the tension means, two compression springs, a ring-shaped intermediate spring support connecting the compression springs in series, a spring support abutting on both ends of the compression spring, and a spring support fitting pin-connected to the horizontal arm. 3-4, which are fixed to the spring receiver on the lever side and guided through equally-distributed holes provided on the circumference provided respectively with other spring receivers, and are fixed to the spring bracket.
The lever lever and the spring, comprising: a bolt; and a tension rod fixed to the spring support on the spring support side and pin-connected to the lower end of the lever through a compression spring and another spring support. Means for solving the problem is that the compression spring is configured to be compressed via the bolt and the tension rod when tension is generated between the support fittings.
【００１１】[0011]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１〜５に示す実施例を参照して詳細に説明する。
本実施例は、実入りカートンケース、通い箱等の積み上
げ、積み降ろし用に用いられる中荷重用４関節ロボット
に関する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in FIGS.
The present embodiment relates to a medium-load four-joint robot used for stacking and unloading full carton cases and return boxes.
【００１２】図１は多関節ロボットの全体斜視図、図２
は図１のロボットの側面図、図３は図１のロボットの水
平アームバランサ機構を示す拡大側面断面図、図４は図
３のバランサ機構を１部破断して示す平面図、図５は図
３のバランサ機構の模式図である。図１に示すように、
床に据え付けられた基台１上には、旋回軸Ｅを中心にし
て水平に回転自在に旋回台２が搭載され、この旋回台２
はエンコーダ付ブレーキ付モータ１２により駆動され
る。FIG. 1 is an overall perspective view of an articulated robot, and FIG.
1 is a side view of the robot of FIG. 1, FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing the horizontal arm balancer mechanism of the robot of FIG. 1, FIG. 4 is a plan view showing the balancer mechanism of FIG. It is a schematic diagram of the balancer mechanism of No. 3. As shown in FIG.
A swivel 2 is mounted on a base 1 installed on the floor so as to be horizontally rotatable about a swivel axis E.
Is driven by a motor 12 with an encoder and a brake.
【００１３】旋回台２には旋回台水平軸Ｆと第２の水平
軸Ｊが設けられている。旋回台水平軸Ｆには、直立アー
ム３が下端部において回転可能に支えられ、その上端部
に水平軸Ｆと平行なアーム軸Ｇを有し、この直立アーム
３は垂直面内を傾斜揺動することができる。旋回台２に
は、直立アーム３を回転駆動するエンコーダ付ブレーキ
付モータ１３が固設されている。The swivel 2 is provided with a swivel horizontal axis F and a second horizontal axis J. An upright arm 3 is rotatably supported at a lower end of the swivel base horizontal axis F, and has an arm axis G parallel to the horizontal axis F at an upper end thereof. The upright arm 3 tilts and swings in a vertical plane. can do. On the swivel 2, a motor 13 with an encoder and a brake for rotating the upright arm 3 is fixed.
【００１４】旋回台２には、直立アームバランサ機構１
８が設けられている。この直立アームバランサ機構１８
は、直立アーム３が傾いたとき、直立アーム３及びこれ
に取り付けられている部材の重心移動により発生する水
平軸Ｇ回りの回転モーメントを軽減するものである。直
立アーム３の上端のアーム軸Ｇに水平アーム４とリンク
アーム５がそれぞれ回転可能に支えられる。The swivel 2 has an upright arm balancer mechanism 1
8 are provided. This upright arm balancer mechanism 18
Is to reduce the rotational moment about the horizontal axis G caused by the movement of the center of gravity of the upright arm 3 and the members attached thereto when the upright arm 3 is inclined. A horizontal arm 4 and a link arm 5 are rotatably supported on an arm axis G at the upper end of the upright arm 3.
【００１５】水平アーム４はアーム軸Ｇを支点として直
立アーム３と同じ回転面内で回転可能である。水平アー
ム４を駆動するエンコーダ付ブレーキモータ１４がリン
クアーム５に取付けられている。水平アーム４の先端に
は、直立アーム３と同じ回転面内で回転可能に手首８が
枢着され、この手首８には積荷１６が把持される。手首
８には突出アーム８ａが設けられている。The horizontal arm 4 is rotatable about the arm axis G in the same plane of rotation as the upright arm 3. A brake motor with encoder 14 for driving the horizontal arm 4 is attached to the link arm 5. A wrist 8 is pivotally attached to a tip of the horizontal arm 4 so as to be rotatable in the same rotation plane as the upright arm 3, and a load 16 is gripped by the wrist 8. The wrist 8 is provided with a protruding arm 8a.
【００１６】手首８には、その把持具を垂直な軸Ｈ回り
に水平に回転させるエンコーダ付ブレーキ付モータ１５
が取付けられている。リンクアーム５は第１のアーム５
ａと第２のアーム５ｂを備えている。旋回台２上の第２
の水平軸Ｊとリンクアーム５の第１のアーム５ａの先端
との間に垂直リンクロッド６がピン結合している。第２
のアーム５ｂと水平アーム４の先端の手首８の突出アー
ム８ａとの間に水平リンクロッド７がピン結合してい
る。The wrist 8 has a motor 15 with a brake with an encoder for rotating the gripper horizontally about a vertical axis H.
Is installed. The link arm 5 is the first arm 5
a and a second arm 5b. Second on swivel 2
A vertical link rod 6 is pin-connected between the horizontal axis J of the first arm 5 and the end of the first arm 5a of the link arm 5. Second
A horizontal link rod 7 is pin-connected between the arm 5b of the horizontal arm 4 and the protruding arm 8a of the wrist 8 at the tip of the horizontal arm 4.
【００１７】このような、リンクアーム５、垂直リンク
ロッド６及び水平リンクロッド７等により平行リンク機
構が形成され、直立アーム３及び水平アーム４が傾いた
ときでも、リンクアーム５と水平アーム４先端の手首８
を、旋回台２の水平回転面に対し常に平行移動させるこ
とができる。上記のように駆動モータ１２，１３，１
４，１５はすべてエンコーダ付きのブレーキモータであ
り、フィートバッグ制御によりロボットの各部を位置制
御し、積荷１６を教示された各位置に確実に運ぶことが
できる。A parallel link mechanism is formed by the link arm 5, the vertical link rod 6, the horizontal link rod 7, and the like. Even when the upright arm 3 and the horizontal arm 4 are inclined, the link arm 5 and the tip of the horizontal arm 4 are formed. Wrist 8
Can always be translated with respect to the horizontal rotation surface of the swivel 2. As described above, the drive motors 12, 13, 1
Reference numerals 4 and 15 denote brake motors with encoders, which can control the position of each part of the robot by foot bag control, and can surely carry the load 16 to each of the taught positions.
【００１８】エンコーダ付きモータ１４は、図４に示す
ように、直立アーム３にフランジ部を固定され、出力軸
１４ａは２段減速機構を内蔵する減速機３７（例えば、
実公平４−２９９８６号公報で開示されているもの）の
インプットギア３７ａに固定されている。減速機３７
は、外ケースをリンクアーム５の内部に固定され、出力
フランジ３７ｂは、水平アーム４側に固定された円形プ
レート３８に一体となっている。リンクプレート５は、
直立アーム３に軸受け３９を介して支持されている。As shown in FIG. 4, the encoder-equipped motor 14 has a flange fixed to the upright arm 3, and the output shaft 14a has a speed reducer 37 (for example,
(Disclosed in Japanese Utility Model Publication No. 4-29986). Reducer 37
The outer case is fixed inside the link arm 5, and the output flange 37 b is integrated with a circular plate 38 fixed to the horizontal arm 4 side. The link plate 5
The upright arm 3 is supported via a bearing 39.
【００１９】次に、図２を参照して、ロボットの動きの
例を説明する。図２中、点線で示したものは、実線で示
した垂直になっている直立アーム３がモータ１３に駆動
されて揺動し、モータ１４は回転せず、水平アーム４は
姿勢を変えずに平行移動し、手首８が手首８’の位置に
おいて積荷台３０上の積荷１６’を把持した状態を示し
ている。図２中、２点鎖線で示したものは、直立アーム
３が揺動し、モータ１４が回転駆動して水平アーム４が
４”で示したように傾き、積荷１６を把持した手首８が
８’の位置から手首８”の位置に移動し、積荷１６”の
位置に運び、積荷台４０に載せた状態を示している。Next, an example of the movement of the robot will be described with reference to FIG. 2, the vertical upright arm 3 shown by the solid line is driven by the motor 13 and swings, the motor 14 does not rotate, and the horizontal arm 4 does not change its posture. It shows a state in which the wrist 8 has moved in parallel and has gripped the load 16 ′ on the loading platform 30 at the position of the wrist 8 ′. In FIG. 2, what is indicated by a two-dot chain line is that the upright arm 3 swings, the motor 14 is driven to rotate, the horizontal arm 4 is tilted as shown by 4 ″, and the wrist 8 holding the load 16 is 8 The position is shown as having been moved from the position 'to the position of the wrist 8 ", carried to the position of the load 16", and placed on the loading platform 40.
【００２０】更に、本実施例の産業用多関節ロボット
は、図３及び図４に示す水平アームバランサ機構１０を
備えている。即ち、上下にレバーアームを突き出した梃
子レバー２１が、水平アーム４の中央部上側に設置され
た１対の支台２２により支持された水平軸２５に回転可
能に支えられ、リンクアーム５上に固設したブラケット
１１に支持された軸２３と結合するレバーロッド９がこ
の梃子レバー２１の上側のアームの軸２４とピン結合す
る。Further, the industrial articulated robot of this embodiment is provided with a horizontal arm balancer mechanism 10 shown in FIGS. That is, the lever lever 21 that protrudes the lever arm up and down is rotatably supported by the horizontal shaft 25 supported by a pair of abutments 22 installed above the central portion of the horizontal arm 4, and is mounted on the link arm 5. The lever rod 9 connected to the shaft 23 supported by the fixed bracket 11 is pin-connected to the shaft 24 of the upper arm of the lever 21.
【００２１】ばねによる強力な引張手段は水平アーム４
内に設ける。２本の圧縮ばね２９がリング形状の中間ば
ね受３２により直列に繋がれ、圧縮ばねの両端はばね受
３１と、ばね受３３に当接する。４本のボルト３４が円
周等配分の孔を通してばね受３１に固定され、中間ばね
受３２とばね受３３をこれらのばね受に備えた円周上等
配分の孔を通すことによってガイドし、ボルト３４は端
部において、ばね支え金具３５に固定されている。The powerful tension means by the spring is the horizontal arm 4.
Provided within. The two compression springs 29 are connected in series by a ring-shaped intermediate spring support 32, and both ends of the compression spring abut against the spring support 31 and the spring support 33. Four bolts 34 are fixed to the spring support 31 through equally-distributed holes, and guide the intermediate spring support 32 and the spring support 33 by passing through the equally-distributed holes provided in these spring supports. The bolt 34 is fixed to a spring support 35 at an end.
【００２２】このように、２本の圧縮ばね２９がばね受
３２により直列に繋がれ、４本のボルト３４がばね受３
２を円周上等配分の孔を通してガイドしているので、圧
縮ばね２９に座屈や折れ曲がりを生じる心配がない。自
由側のばね受３３に引張ロッド２８の端部が固設され、
引張ロッド２８は圧縮ばね２９及び中間ばね受３２、ば
ね受３１の中を通して梃子レバー２１の下側のアームの
ピン２６と結合する。ばね支え金具３５は水平アーム４
にピン３６を介して結合する。As described above, the two compression springs 29 are connected in series by the spring receiver 32, and the four bolts 34 are connected to the spring receiver 3.
Since 2 is guided through equally-distributed holes on the circumference, there is no fear that the compression spring 29 will buckle or bend. The end of the tension rod 28 is fixed to the spring support 33 on the free side,
The tension rod 28 is connected to the pin 26 of the lower arm of the lever 21 through the compression spring 29, the intermediate spring support 32 and the spring support 31. The spring support 35 is a horizontal arm 4
Via a pin 36.
【００２３】この構成により水平アーム４及び手首８の
重量に伴う片持ち荷重を圧縮ばね２９の圧縮力によりバ
ランスさせることができる。この引張手段の構成は、圧
縮ばね２９に初張力を与えた状態のままで組立てて置く
ことができるので、水平アーム内に組みつけることが極
めて容易となる。この水平アームのバランサの作用を図
５を参照して説明する。図５に示すように、姿勢の変わ
らないリンクアーム５の上で位置固定の軸は、Ｇ軸とリ
ンクアーム５上の軸２３である。With this configuration, the cantilever load accompanying the weight of the horizontal arm 4 and the wrist 8 can be balanced by the compression force of the compression spring 29. This structure of the tension means can be assembled and placed with the initial tension applied to the compression spring 29, so that it is extremely easy to assemble it in the horizontal arm. The operation of the horizontal arm balancer will be described with reference to FIG. As shown in FIG. 5, the axes whose positions are fixed on the link arm 5 whose posture does not change are the G axis and the axis 23 on the link arm 5.
【００２４】実線の状態において、水平アーム４の重心
Ｋにおける水平アーム４の重量をＷとし、軸Ｇから重心
Ｋまでの距離をＬとすると、軸Ｇにおける水平アーム４
にかかるモーメントＭは、Ｍ＝Ｌ×Ｗであり、これとバ
ランスするモーメントは、ばね力をＦとすると、Ｍ＝Ｆ
×ｒ1＋Ｆ’×ｒ2である。ｒ1＝ｒ2とすると、Ｆ’＝Ｆ
となり、Ｍ＝２Ｆ×ｒ1となる。従って、バランスする
ばね力は、Ｆ＝Ｗ×Ｌ／２ｒ1となる。In the state of the solid line, when the weight of the horizontal arm 4 at the center of gravity K of the horizontal arm 4 is W, and the distance from the axis G to the center of gravity K is L,
Is M = L × W. When the spring force is F, M = F × W.
× r 1 + F ′ × r 2 . If r 1 = r 2 , F ′ = F
And M = 2F × r 1 . Therefore, the spring force to be balanced is F = W × L / 2r 1 .
【００２５】水平アーム４が２点鎖線で示したように傾
斜すると、圧縮ばねが縮んでばね力はＦより大きくな
り、復元モーメントがＭより大きくなって水平アーム４
を元の位置に戻そうとする力が発生する。この力はモー
タ１４を戻す回転方向に作用するので、モータ１４の駆
動力及びブレーキ力はこれで十分にカバーできるように
設定する。When the horizontal arm 4 is tilted as shown by the two-dot chain line, the compression spring contracts, the spring force becomes larger than F, the restoring moment becomes larger than M, and the horizontal arm 4 becomes inclined.
The force which tries to return to the original position is generated. Since this force acts in the rotating direction of returning the motor 14, the driving force and the braking force of the motor 14 are set so that they can be sufficiently covered.
【００２６】[0026]
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明の請求項１に係る産業用多関節ロボッ
トは、基台の上で水平に回転する旋回台に設けられた旋
回台水平軸に下端部において回転可能に支えられ、上端
部に前記水平軸と平行なアーム軸を有し垂直面内を傾斜
揺動する直立アームと、前記アーム軸を支点として前記
直立アームと同じ回転面内で回転可能な水平アームと、
前記水平アームの先端に前記直立アームと同じ回転面内
で回転可能に枢着された手首と、前記アーム軸に回転可
能に装着され第１、第２のアームを備えたリンクアーム
と、前記旋回台に設けられた第２の水平軸と前記リンク
アームの第１のアームの先端とをピン結合する垂直リン
クロッドと、第２のリンクアームの先端と前記手首の突
出アームとをピン結合する水平リンクロッドとから、前
記リンクアーム及び前記手首を常に前記旋回台に対して
平行移動させる平行リンク機構を構成し、前記旋回台に
固設され前記直立アームを揺動駆動するモータと、前記
水平アームを揺動駆動するモータとを有する産業用多関
節ロボットにおいて、水平アームの中央付近上側に設け
られた水平軸に回転可能に支えられ上下にアームを突出
する梃子レバーと、リンクアーム上に固設した軸と梃子
レバーの上アーム端とをピン結合するレバーロッドと、
水平アーム内に設けられ片端部が水平アームにピンを介
して結合し遊端部が前記梃子レバーの下アーム端にピン
結合する引張手段とから、前記アーム軸における水平ア
ームの重量による片持ち荷重をバランスさせる水平アー
ムバランサ機構を構成するので、水平アーム内外に貫通
する梃子レバーを介して、水平アームの中に収容された
バランス用引張手段を作動するようにして、水平アーム
バランス装置を小さくし、重量を軽減できた。As described above in detail, the industrial articulated robot according to the first aspect of the present invention is provided on a swivel that horizontally rotates on a base. An upright arm rotatably supported at a lower end by a swivel horizontal axis, having an arm axis parallel to the horizontal axis at an upper end and tilting and swinging in a vertical plane; and the upright arm having the arm axis as a fulcrum. A horizontal arm that can rotate in the same plane of rotation,
A wrist rotatably pivotally mounted on the tip of the horizontal arm in the same rotation plane as the upright arm, a link arm rotatably mounted on the arm shaft and having first and second arms, A vertical link rod for pin-connecting a second horizontal axis provided on the base to the tip of the first arm of the link arm; and a horizontal link for pin-connecting the tip of the second link arm and the protruding arm of the wrist. A parallel link mechanism for constantly moving the link arm and the wrist in parallel with respect to the swivel base from the link rod, a motor fixed to the swivel base to swing and drive the upright arm, and the horizontal arm An industrial articulated robot having a motor for swinging and driving the lever, a lever lever rotatably supported by a horizontal axis provided near the center of the horizontal arm and projecting the arm up and down, and A lever rod pin coupling the arm end on the shaft and lever lever fixedly provided on the link arm,
A pulling means provided in the horizontal arm, one end of which is connected to the horizontal arm via a pin and the free end of which is pin-connected to the lower arm end of the lever, the cantilever load due to the weight of the horizontal arm on the arm shaft A horizontal arm balancer mechanism that balances the horizontal arm. , Reduced the weight.
【００２７】これによりロボットを稼働するときの干渉
領域を少なくすることができ、総重量も軽くなり、広範
囲で高速に荷の積み上げ、積み降ろしが可能となる。As a result, the interference area when the robot is operated can be reduced, the total weight can be reduced, and the loading and unloading of the load can be performed over a wide area at high speed.
【００２８】また、本発明の請求項２に係る産業用多関
節ロボットは、請求項１において、前記引張手段とし
て、２本の圧縮ばねと、前記圧縮ばねを直列に繋ぐリン
グ形状の中間ばね受と、前記圧縮ばねの両端に当接する
ばね受と、前記水平アームにピン結合するばね支え金具
と、前記梃子レバー側のばね受に固定され他のばね受を
それぞれに備えた円周上等配分の孔を通してガイドしば
ね前記支え金具に固定される３乃至４本のボルトと、前
記ばね支え金具側のばね受に固設され圧縮ばね及び他の
ばね受の中を通して前記梃子レバーの下側端部にピン結
合する引張ロッドとから、前記梃子レバーと前記ばね支
え金具の間に張力が生じたとき前記ボルトと前記引張ロ
ッドを介して前記圧縮ばねを圧縮するように構成されて
いるので、ばね受けにより２個の圧縮ばねを直列に繋い
てばね常数を小さくし、ロッドと３乃至４本のボルトに
より圧縮ばねの内外をガイドすることにより、２個の圧
縮ばねが座屈や折れ曲がりにくくした。According to a second aspect of the present invention, there is provided the industrial articulated robot according to the first aspect, wherein the tension means includes two compression springs, and a ring-shaped intermediate spring receiver connecting the compression springs in series. A spring support that contacts both ends of the compression spring, a spring support fitting that is pin-connected to the horizontal arm, and a circumferentially equal distribution fixed to the spring support on the lever side and provided with other spring supports. And three or four bolts guided through the hole of the spring and fixed to the support bracket, and a lower end of the lever lever fixedly mounted on a spring support on the spring support side and passing through a compression spring and another spring support. A tension rod, which is pin-connected to the portion, is configured to compress the compression spring via the bolt and the tension rod when tension is generated between the lever and the spring support. received To reduce the spring constant of more two compression springs connected in series, by guiding the inner and outer compression springs by the rod and the 3 to 4 bolts, two compression springs is buckling or hardly bend.
【００２９】このように、圧縮ばねを使用しているた
め、ばね受け部分で応力集中する恐れなく、耐久性が良
好で疲労破壊の心配はない。もし、ばねが破損した場合
てもアームが落下する危険はなく、圧縮ばねが外に露出
していないので、作業者に対して安全性も充分である。As described above, since the compression spring is used, there is no risk of stress concentration at the spring receiving portion, the durability is good, and there is no fear of fatigue failure. If the spring is broken, there is no danger of the arm dropping, and the compression spring is not exposed to the outside, so that safety for the operator is sufficient.
【００３０】圧縮ばねは相当に大きい初張力を与えた状
態でバランサ機構に組み込む必要があり、フリーな状態
の圧縮ばねを組みつけるには大きな労力が要るが、本発
明のように、圧縮ばねの両端に当接するばね受けを複数
のボルトで支え、前記ボルトをばね支え金具に固定し、
引っ張りロッドを圧縮ばねの中を通してばね受に固定す
ることにより、圧縮ばねを予め初張力を与えた状態のま
まで部分組立をして置くことができるので、水平アーム
ヘの組立てを簡単容易とすることができる。The compression spring needs to be incorporated into the balancer mechanism with a considerably large initial tension applied, and it takes a lot of effort to assemble the compression spring in a free state. A plurality of bolts support a spring receiver that abuts on both ends of the spring, and the bolt is fixed to a spring support bracket,
By fixing the tension rod to the spring support through the compression spring, it is possible to partially assemble the compression spring with the initial tension being applied in advance, so that the assembly to the horizontal arm is easy and easy. Can be.
【図１】本発明の実施の形態に係る多関節ロボットの全
体斜視図である。FIG. 1 is an overall perspective view of an articulated robot according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１のロボットの側面図である。FIG. 2 is a side view of the robot shown in FIG. 1;
【図３】図１のロボットの水平アームバランサ機構を示
す拡大側面断面図である。FIG. 3 is an enlarged side sectional view showing a horizontal arm balancer mechanism of the robot shown in FIG. 1;
【図４】図３のバランサ機構を１部破断しで示す平面図
である。FIG. 4 is a plan view showing the balancer mechanism of FIG. 3 with a part thereof cut away.
【図５】図３のバランサ機構を説明する模式図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a balancer mechanism of FIG. 3;
２ 旋回台 ３ 直立アーム ４ 水平アーム ５ リンクアーム ５ａ 第１のアーム ５ｂ 第２のアーム ６ 垂直リンクロッド ７ 水平リンクロッド ８ 手首 ９ ロッド １０ 水平アームバランサ機構 ２１ 梃子レバー ２８ ロッド ２９ 圧縮ばね ３１ ばね受 ３２ 中間ばね受 ３３ ばね受 ３４ ボルト ３５ ばね支え金具 ３６ ピン Ｅ 旋回軸 Ｆ 水平軸 Ｇ アーム軸 Reference Signs List 2 swivel table 3 upright arm 4 horizontal arm 5 link arm 5a first arm 5b second arm 6 vertical link rod 7 horizontal link rod 8 wrist 9 rod 10 horizontal arm balancer mechanism 21 lever lever 28 rod 29 compression spring 31 spring receiver 32 Intermediate spring support 33 Spring support 34 Bolt 35 Spring support bracket 36 Pin E Swivel axis F Horizontal axis G Arm axis
Claims (2)
られた旋回台水平軸に下端部において回転可能に支えら
れ、上端部に前記水平軸と平行なアーム軸を有し垂直面
内を傾斜揺動する直立アームと、前記アーム軸を支点と
して前記直立アームと同じ回転面内で回転可能な水平ア
ームと、前記水平アームの先端に前記直立アームと同じ
回転面内で回転可能に枢着された手首と、前記アーム軸
に回転可能に装着され第１、第２のアームを備えたリン
クアームと、前記旋回台に設けられた第２の水平軸と前
記リンクアームの第１のアームの先端とをピン結合する
垂直リンクロッドと、第２のリンクアームの先端と前記
手首の突出アームとをピン結合する水平リンクロッドと
から、前記リンクアーム及び前記手首を常に前記旋回台
に対して平行移動させる平行リンク機構を構成し、前記
旋回台に固設され前記直立アームを揺動駆動するモータ
と、前記水平アームを揺動駆動するモータとを有する産
業用多関節ロボットにおいて、水平アームの中央付近上
側に設けられた水平軸に回転可能に支えられ上下にアー
ムを突出する梃子レバーと、リンクアーム上に固設した
軸と梃子レバーの上アーム端とをピン結合するレバーロ
ッドと、水平アーム内に設けられ片端部が水平アームに
ピンを介して結合し遊端部が前記梃子レバーの下アーム
端にピン結合する引張手段とから、前記アーム軸におけ
る水平アームの重量による片持ち荷重をバランスさせる
水平アームバランサ機構を構成することを特徴とする産
業用多関節ロボット。1. A swivel table provided on a swivel table which rotates horizontally on a base, rotatably supported at a lower end portion at a lower end portion, and having an arm axis at an upper end portion parallel to the horizontal axis. An upright arm that tilts and swings inside, a horizontal arm rotatable in the same rotation plane as the upright arm around the arm axis as a fulcrum, and a tip of the horizontal arm rotatable in the same rotation plane as the upright arm. A wrist pivotally mounted, a link arm rotatably mounted on the arm shaft and provided with first and second arms, a second horizontal shaft provided on the swivel base and a first of the link arms; A vertical link rod that pin-connects the tip of the arm and a horizontal link rod that pin-connects the tip of the second link arm and the protruding arm of the wrist, the link arm and the wrist are always moved relative to the swivel. Translate In an industrial articulated robot having a parallel link mechanism, a motor fixedly mounted on the swivel table and configured to swing and drive the upright arm, and a motor configured to swing and drive the horizontal arm, in the vicinity of the center of the horizontal arm, A lever lever rotatably supported by a horizontal shaft provided on the upper side and projecting an arm vertically; a lever rod for pin-connecting a shaft fixed on the link arm to an upper arm end of the lever lever; And a pulling means having one end connected to the horizontal arm via a pin and a free end pin connected to the lower arm end of the lever, to balance the cantilever load due to the weight of the horizontal arm on the arm shaft. An industrial articulated robot comprising a horizontal arm balancer mechanism.
記圧縮ばねを直列に繋ぐリング形状の中間ばね受と、前
記圧縮ばねの両端に当接するばね受と、前記水平アーム
にピン結合するばね支え金具と、前記梃子レバー側のば
ね受に固定され他のばね受をそれぞれに備えた円周上等
配分の孔を通してガイドしばね前記支え金具に固定され
る３乃至４本のボルトと、前記ばね支え金具側のばね受
に固設され圧縮ばね及び他のばね受の中を通して前記梃
子レバーの下側端部にピン結合する引張ロッドとから、
前記梃子レバーと前記ばね支え金具の間に張力が生じた
とき前記ボルトと前記引張ロッドを介して前記圧縮ばね
を圧縮するように構成されていることを特徴とする請求
項１記載の産業用多関節ロボット。2. The tension means includes two compression springs, a ring-shaped intermediate spring receiver connecting the compression springs in series, a spring receiver abutting on both ends of the compression spring, and a pin connected to the horizontal arm. And three or four bolts fixed to the spring receiver on the lever side and guided through equally-distributed holes on the circumference provided with other spring receivers, and fixed to the spring support. A tension rod fixed to the spring support on the spring support side and pin-connected to the lower end of the lever through a compression spring and another spring support;
The industrial multi-purpose device according to claim 1, wherein the compression spring is configured to be compressed via the bolt and the tension rod when tension is generated between the lever and the spring support. Articulated robot.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6632398A JPH11262889A (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Industrial articulated robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6632398A JPH11262889A (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Industrial articulated robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11262889A true JPH11262889A (en) | 1999-09-28 |
Family
ID=13312525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6632398A Withdrawn JPH11262889A (en) | 1998-03-17 | 1998-03-17 | Industrial articulated robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11262889A (en) |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005118231A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Abb Ab | Balancing device arranged with a guide element between a first and a second compression spring |
| JP2008142848A (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Nabtesco Corp | Joint structure of industrial robot |
| EP1974873A4 (en) * | 2006-01-13 | 2009-03-18 | Nabtesco Corp | JOINT MECHANISM |
| CN102052451A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 住友重机械工业株式会社 | Speed-reducing device |
| CN102189545A (en) * | 2011-05-04 | 2011-09-21 | 谭明中 | Automatic brick-unloading and loading device special for robot |
| WO2012035593A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | Support arm |
| CN103826808A (en) * | 2012-05-11 | 2014-05-28 | 戴尔麦克股份公司 | Balanced Pneumatic Manipulator |
| KR101459325B1 (en) * | 2013-11-01 | 2014-11-12 | 주식회사 사이보그-랩 | Vertical articulated robot with a internal gravity compensation device |
| CN104669299A (en) * | 2014-01-16 | 2015-06-03 | 北京航空航天大学 | Force sense manipulator with mechanical arm |
| JP2015208814A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 川崎重工業株式会社 | Industrial robot |
| JP2016175142A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社安川電機 | Robot and method of attaching balancer to robot |
| JP2017523058A (en) * | 2014-05-27 | 2017-08-17 | コミサリヤ ア レネルジ アトミク エ ウ エネルジ アルタナティブ | Cobotic manipulator |
| CN107053161A (en) * | 2017-02-28 | 2017-08-18 | 南通壹选工业设计有限公司 | A kind of industry mechanical arm |
| CN107866810A (en) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 电装波动株式会社 | Control device for robot |
| CN108608407A (en) * | 2018-04-11 | 2018-10-02 | 清华大学 | A kind of multi-shaft interlocked robot of telescopic formula |
| CN108953472A (en) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 广西大学 | A kind of non-linear weight torque balance device of mechanical arm |
-
1998
- 1998-03-17 JP JP6632398A patent/JPH11262889A/en not_active Withdrawn
Cited By (23)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005118231A1 (en) * | 2004-06-02 | 2005-12-15 | Abb Ab | Balancing device arranged with a guide element between a first and a second compression spring |
| EP1974873A4 (en) * | 2006-01-13 | 2009-03-18 | Nabtesco Corp | JOINT MECHANISM |
| US7971503B2 (en) | 2006-01-13 | 2011-07-05 | Nabtesco Corporation | Joint mechanism |
| JP2008142848A (en) * | 2006-12-12 | 2008-06-26 | Nabtesco Corp | Joint structure of industrial robot |
| CN102052451A (en) * | 2009-11-05 | 2011-05-11 | 住友重机械工业株式会社 | Speed-reducing device |
| US8985537B2 (en) | 2010-09-13 | 2015-03-24 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Support arm |
| WO2012035593A1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | Support arm |
| EP2617532A4 (en) * | 2010-09-13 | 2014-05-21 | Toyota Motor Co Ltd | SUPPORT ARM |
| CN102189545A (en) * | 2011-05-04 | 2011-09-21 | 谭明中 | Automatic brick-unloading and loading device special for robot |
| CN103826808A (en) * | 2012-05-11 | 2014-05-28 | 戴尔麦克股份公司 | Balanced Pneumatic Manipulator |
| KR101459325B1 (en) * | 2013-11-01 | 2014-11-12 | 주식회사 사이보그-랩 | Vertical articulated robot with a internal gravity compensation device |
| CN104669299B (en) * | 2014-01-16 | 2016-08-24 | 北京航空航天大学 | A kind of power feel operator with mechanical arm |
| CN104669299A (en) * | 2014-01-16 | 2015-06-03 | 北京航空航天大学 | Force sense manipulator with mechanical arm |
| US20170050314A1 (en) * | 2014-04-28 | 2017-02-23 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
| JP2015208814A (en) * | 2014-04-28 | 2015-11-24 | 川崎重工業株式会社 | Industrial robot |
| US11077550B2 (en) | 2014-04-28 | 2021-08-03 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Industrial robot |
| JP2017523058A (en) * | 2014-05-27 | 2017-08-17 | コミサリヤ ア レネルジ アトミク エ ウ エネルジ アルタナティブ | Cobotic manipulator |
| JP2016175142A (en) * | 2015-03-19 | 2016-10-06 | 株式会社安川電機 | Robot and method of attaching balancer to robot |
| US10625431B2 (en) | 2015-03-19 | 2020-04-21 | Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki | Robot and method for mounting balancer to robot |
| CN107866810A (en) * | 2016-09-27 | 2018-04-03 | 电装波动株式会社 | Control device for robot |
| CN107053161A (en) * | 2017-02-28 | 2017-08-18 | 南通壹选工业设计有限公司 | A kind of industry mechanical arm |
| CN108608407A (en) * | 2018-04-11 | 2018-10-02 | 清华大学 | A kind of multi-shaft interlocked robot of telescopic formula |
| CN108953472A (en) * | 2018-07-31 | 2018-12-07 | 广西大学 | A kind of non-linear weight torque balance device of mechanical arm |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH11262889A (en) | Industrial articulated robot | |
| JP4102046B2 (en) | Stand | |
| JP4903719B2 (en) | Joint mechanism | |
| JPS61168491A (en) | Robot with balance mechanism having variable balancing force | |
| CN101918181B (en) | Counterbalance assembly | |
| JP2538953B2 (en) | Balance mechanism of industrial robot | |
| US7992733B2 (en) | Assist system configured for moving a mass | |
| JP3614383B2 (en) | robot | |
| CA2071100A1 (en) | Camera suspension apparatus | |
| JPS5932279B2 (en) | Operating device with weight compensation system | |
| GB2327931A (en) | Sling hanger for an invalid hoist | |
| JP2003112870A (en) | Elevator and elevator speed regulator | |
| JP2000271887A (en) | Robot ground test equipment | |
| CA2269901A1 (en) | Device for hanging a manually controlled station for welding tongs in an assembly line | |
| JP2813179B2 (en) | Industrial robot | |
| JP3258239B2 (en) | Parallel link | |
| JPH0317634B2 (en) | ||
| RU2176950C2 (en) | Manipulator | |
| JPS59224286A (en) | Balancer for direct teaching type robot | |
| RU2137624C1 (en) | Crane operators seat | |
| JPH05256047A (en) | Vibration damper | |
| JPH06155365A (en) | Indutrial robot | |
| JP2002504866A (en) | A device for weight-balancing a robot arm | |
| JPS6337190Y2 (en) | ||
| JP2024173277A (en) | Weight compensation device |
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: 20050607 |