JPS58114891A - ロボツトの手首 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、ロボットのアーム先端部とメカニカルハン
ドとの間に介装される千市°に関する。

近年、製造、加工業分野において、溶接、塗装。

機械加工１組立、瑛査等の各工程の無人化みを実現する
ために、各種の産業用ロボットが開発され、実用化され
ている。

このような産業用ロボットにおいて、人間の上肢の機能
に似た＋＠、能を持つ多関節のアーム及びその先端に手
醒を介して取付けたメカニカルノ・／ドを有する多関節
型のロボットが主流になっている。

この多関節型ロボ゛ットは、自由度が太きいため複雑な
作業を咎なうのに適し、メカニカルノ・ンドに持たせる
工具等を換えることによって種々の作業を行なわせるこ
とができるので汎用性もあって便利である。

ところで、このような多関節型ロボットによって小部品
の”組立前を行なわせる場合、固定した部材の穴にねじ
やピン等のワークを押込むことが多い。その場合、従来
の条間Ｓ型ロボットでは、ワークを穴の直前に位置決め
してからの押込動作に、最低３軸のモータ制＃を行なわ
なければならず、動作速度に限界があり、高速押込み作
業を行なうことは困難であった。

また、制御の而でも、３軸を微小量ずつ同期させて動か
さなければならないので難かしく、制御装置も複雑にな
っていた。

このような従来の多関節型ロボットによるワークの押込
み動作を第１図によって説明する。

図示しないロボットのボデーに回動可能に装着された肩
部１に第１アーム２が、この第１アーム２の先端部に第
２アーム６が、この第２アーム乙の先端部に手首４がそ
れぞれ軸５，６．７によって旋回可能に軸支され、手！
−４Ｋはメカニカル・・ンド８が取付けられている。

この多関節型ロボットのメカニカル／・ンド８のフィン
ガでワーク９をつまんで、図示のように固定部材１０の
穴１０ａの直前に位置決めしてから、矢示Ａ方向にメカ
ニカルハンド８を移動させて、ワーク９を穴１０ａに押
込むには、第１７−ム２を肩部１に対して、第２アーム
３を第１アーム２に対して、手首４を第２アーム６に対
して夫々輔５．６．７を中ｌし・（て矢示Ｂ、Ｃ，Ｄで
示すように同期して相対回動させなければならない。

この発明は、このような間粗に右目してなされたもので
あり、多関節型ロボノ［・による押込み作業を簡単且つ
高速て行なえるようにすることを目的とする。

そのため、この発明に、アーム先端部に装着される基部
とメカニカル・・／ド取付部との間に直線運動＠構を設
けたロボットの手醒を提供し、ロボットにこの＋６を装
着することにより、押込み作業を簡単に高速で何なうこ
とができるようにしたものである。

以下、象付図の第２図及び第３図を参照、してこの発明
の実施１夕］］を説明する。

第２図は、この発明による０ボツトの手首を１史用して
第１図の従来例と同様に軸構成した多関節型ロボットに
よる押込み作業の説明図であり、手首１４が直線運動機
構を備えているほか（・１第１図と同じである。

このロボットによって、図示の状容からワーク９を穴１
０ａに押込むには、基部１．第１アーム２、第２アーム
３及び手首１４を固定したまま、＋６１４の直線運動機
構を作動させて、・・／ド８を矢示Ｅで示すように直線
運動させるだけでよい。

したがって、高速で押込み作業を行なわせることができ
、各軸は固定で直線運動機構を作動させるだけであるか
ら制御も簡単になる。

次に、第３図によってこの発明によるロボットの手首の
具体的実施例を説明する。

第２アーム６の先端部には手首軸支部材１５ａ。

１５ｂが嵌着されており、ボールベアリング１６゜１７
を介して＋６１４の基部１８に突設さｆ′した円筒状の
軸部１８ａ　、１８ｂを嵌着して、基部１８を旋回可能
に装着している。

基部１８の軸部ｊ８ａＫは手首軸支部材１５ａの外側に
突出した部分に平歯車１９を一体に低層している。　一
方、手首軸支部材１５ａにも平歯車１９と噛み合う平歯
車２０をボールベアリング「Ｌｌ ２１．２２を介して軸支し、その軸の内Ｏ４！ｌ　Ｋ傘
歯車２６を固層している。

そして、この傘歯車２６と噛み合う傘歯車２４を先端に
固着した回転＋１！１Ｉ１２５を、第２アーム３の長手
方向に沿ってその先端部にボールベアリング２６．２７
によって回転自在に保持している。

したがって、回転軸２５を図示しないモータによって回
転させることにより、傘歯車２４．２３゜平歯車２０．
１９を介して＋６１４を矢示Ｆ方向又はその逆方向に旋
回させることができる。

基部１８の円筒状部１８ｃに、直線運動機構であるエア
７す／グ６０の７リング室Ｓを形成した円柱状の本体部
６１をボールベアリング３２．３３によって回（ｔｈｏ
Ｔ能に保持している。　そして、／す／ダ室Ｓ内には、
＠線を方向に摺動可能な可動部であるピストン６４が嵌
挿され、／す／ダ室Ｓを密封する端板６５をに通するピ
スト／ロンドロ６によってメカニカルリング取付部６７
と一体的に連結されている。

メカニカル・・ンド取付部６７の抜力に一体に設けられ
た円筒状Ｆ！Ａ３７ａｉｄ、エア／（］／ダ３０の本体
部６１に固着された案内筒３８に摺動可能に嵌合してい
る。　案内筒６８には軸Ｈｔｖｃ平行な溝３８ａが設け
られており、この溝３８ａに円筒状部３７ａの径方向突
出固定したピノ６９が嵌入して、メカニカルハント取付
部６７のエア／す／ダ６０に対する相対回動を阻止して
いる。

エア／リンダ３０の本体部３１の後端には軸線を方向に
傘歯車４０が固設され、この傘歯車４０は、これと直交
して基部１８にポールベアソング４１．４２を介して軸
支された傘歯車４６に噛み合っている。　さらにこの傘
歯車４６（は、手醒軸支部材１５ｂから内側に突出した
軸受部１５ｃに？−ルベアリング４４．４５によって回
転自在に保持されて軸線ｌ上に延びる回転軸４６の先端
に固着された傘歯車４７と噛み合っている。

したがって、回転軸４６を図示しないモータによって回
転させることにより、傘歯車４７．４３゜４０を介して
、エア／リンダ６０及びメカニカル・・ンド取付部６７
を矢示Ｇ方向又はその逆方向に回動させることができる
。

エア／リンダ３ａの本体部３１には／リング室Ｓの前端
部に通じる空気路３１ａと／リノダ室Ｓの後端部に■川
しる空気路３１ｂが形成さね、でいる。

そして、この空２路３１ａ、３１ｂには夫々６Ｊ撓性の
あるエアチューブ４８．４９が接続さね５、このエアチ
ューブ４８，４９ば、夫々コゝムブノ／ユ５０．５１全
通って側２アーム６内へ＝４人され、図下しない切換バ
ルブを経てエアポンプ又は大気へ通じている。　なお、
５０．５１！Ｉ′ｉエア／−ル用のＯソングである。

したがって、エアチューブ４９から卯圧窒気を／リング
室Ｓへ導入し、エアチューブ４８を大気に開放すれば、
ピストン６４が図で左方（て直線運動し、それシて連結
さハているメカニカルハント取付部６７も矢示Ｈ方向に
直線運動する。

逆に、エアチューブ４８から加圧空気ヲ／す／ダ室Ｓへ
導入し、エアチューブ４９を大気に開放すれば、ピスト
ン６４が図で右方に直線運動し、メカニカルハンド取付
部３７も矢示■方向に直線連動する。

そこで、この手！−１４のメカニカル・・／ド取付部６
７にメカニカル・・ンドを取付はしば、第２図で説明し
たように、メカニカルノ・ンドを直線運動させてワーク
の押込み作業を簡単且つ高速に行なうことができる。

なお、この実施例のように、手首１４の基部１８を第２
アーム６の先端部に旋回可能に軸支させ、直線運動機構
であるエア／リンダ２０の本体部３１を基部１８に回動
可能に保持させ、メカニカル・・ンド取付部６７をエア
７リンダ６０の可動部であるピストン３４に連結して本
体部６１に摺動可能に嵌合させた構造にすれば、コン・
セクトでありながら、手首で２軸を構成すると共に直線
的伸縮機能も有し、自由度の大きい手首を得ることがで
きる。

また、直線運動機構としてエア／リンダを用いた例を説
明したが、油圧シリンダ等の他の流体圧力によるシリン
ダ機構を用いても良いことは勿論でアリ、用途によって
はねじ送り機構や、プランツヤ型の電磁機構、ラック・
ピニオン機構、カム機構等、榎々の直線運動機構を使用
することができる。

以上説明したように、この発明によるロボットの手首は
直線運動機構を備えているので、これを多関節ロボット
のアーム先端部とメカニカル・・／ドとの間に介装すれ
ば、全ての軸を固定したｉｔ、メカニカルハンドのみを
直線〕軍動させることによって、ワークの穴への押込み
作業を簡単且つ高速で行なわせることができ、ロボット
の作業能率が向上するばかりか、制御装置も簡素化でき
るのでロボットのコストダウンを計ることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の多関節型ロボットによるワーク押込み
作業の説明図、 第２図は、この発明による手首を装着した第１図と同様
な多関節型ロボットによるワーク押込み作業の説明図、 ８３図は、この発明によるロボ゛ノドの手内゛の具体的
実施例を示す縦断面図である。 １・・・肩部　２・・第１アーム　６・・第２アーム５
．６．７・・軸　　　８・・メカニカル／・ンド９・・
ワーク　　　　　　　１４・・手首１５ａ、１５ｂ・・
・手首軸支部材　１８・・・基部３０・・・エア／リン
ダ（直線運動機構）３１・・・本体部　　　６４・・・
ピストン（可動部）３６・・ピストンロンド ３７・・メカニカルハンド取付部 ４８．４９・・・エアチューブ　Ｓ・・／リング室第１
図 ５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　ロボットのアーム先端部とメカニカルハンドントと
   の間に介装される手首において、前記アーム先端部に装
   着される基部とメカニカル／・ンド取付部との間に直線
   運動機構を設けたことを特徴とするロボットの手首。 ２　基部がアーム先端部に旋回可能に装着され、直線運
   動機構の本体部グ前記基部に回動可能に保持され、メカ
   ニカルノ・ンド取付部が前記直線運動機構の可動部に連
   結されて前記本体部に摺動可能に嵌合されている特許請
   求の範囲第１項記載のロボットの手首。 ３　直線運動機構が、流体圧力によってピストンを駆動
   するシリンダ機構である特許請求の範囲第１項又は第２
   項記載のロボットの手首。