JPS58177293A - 工業用ロボツトのマニプレ−タ−ア−ム - 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】 この発明はアームの伸縮が円滑で小型軽量とした工業用
ロボットにおける伸縮形マニプレーターアームに関する
。

従来の工業用ロボットアーム機構としては第１図に示す
ように、第１アームｌと第２アーム２を複連に連結し、
連結軸をアームに設けた駆動モーター１’、２’の回転
によりアームを回動して、第２ア、２− 一％に取付けたマニプレータ−３を作業位置と待機位置
へ作動させる構成のものや、第２図に示すようにマニプ
レータ−ブロック４から伸ばした２本のガイドバー５，
５を固定ブロック６に嵌挿させて、固定ブロック６に取
付けたシリンダー７のシリンダーロッド８によりマニプ
レーターフ゛ロック４を前進後退させることにより、マ
ニプレーター３を作業位置と待機位置へ移動させるよう
にしたもの、或は第３図に示すようにマニプンーターブ
ロック４とモーター保持プロ、り９間を２本のガイドバ
ー５．５により連結し、両ブロック間に設けた固定ブロ
ック６に上記ガイドバー５，５を嵌挿させると共に、駆
動モーターの螺軸１０を螺挿させ、該螺軸１０をマニプ
レータ−ブロック４に連結してモーター駆動によりマニ
プレータ−ブロック４とモーター保持ブロック９とを前
進又は後退させ、マニプレータ−３を移動するようにし
だもの等がある。

第１図に示すものは複数のアームの回動によってマニプ
レータ−の作業位置と待機位置への移動を行わせるロボ
ットアームの代表例であるが、この方式はモーターを複
数筒使用するため、マニプレータ−アーム全体の重量が
大であシ、価格も高く々る等の問題点があり、又第２、
第３図に示すものはマニプレータ−の作業位置と待機位
置への移動をアームの伸縮によって行わせる代表例であ
るが、これ等は駆動軸方向に並列する２本のガイドバー
を使用するため、アームの幅が広くなりスペースを取り
、アームの縮小の時ガイドバー、又はモーターが背面に
突き出てくる危険もある。又伸縮が摺擦動によるものが
多いため動きが円滑性に欠け、ロボットの微妙な運動に
悪影響を与える可能性が犬である等の問題点がある。

本発明はコの字形断面の第１チヤンネルと第２チヤンネ
ルを抱合わせてなるレールを利用し、これを二連平行に
並設し、両レールの一対の第１チヤンネルと他の一対の
第２チヤンネルを伸縮式ロボットアームの構造母体とし
て適用したことを特徴とするもので、よってアームの伸
縮を軽微な力で極めて円滑且つ軽快に行わせることがで
き、加えて小型軽量であり低価格の工業用ロボットの伸
縮形マニプレーターアームを提供するものである。

以下本発明の実施例について図により説明する。

本発明は第１３図、第１４図に例示する如き略コの字形
断面の複数本のチャンネル１１．１２・−間にボールａ
を介在させて抱合わせ、伸縮自在としたレールＲを利用
した工業用ロボットのマニプレータ−アームである。

第１３図において説明すれば、第１のチャンネル１１側
板と第２チヤンネル１２の側板が内と外に対面するよう
に両チャンネル１１．１２を抱合わせ、ものであり、第
１３図Ｂ、Ｃ図に示すように第２チヤンネル１２の伸長
に伴って略コの字形のリテイナーｂが両チャンネル１１
．１２の側板間に介在しつつ追随して移動し、最伸長位
置で第１チヤンネル１１の先端に設けたストッパーで停
止するようになっている。同様に第１４図においては第
１チヤンネル１１と第２チャンネル１２０間に第３チヤ
ンネル３０を介挿した場合を示す二 本発明は上記の如きレールＲを少くとも二連平行に並設
し、両レールＲ，Ｈの一対の第１チャンネル１１．１１
を連結して第１アーム１３を構成し、第２チャンネル１
２．１２を連結して第２アーム１４を構成し、第２アー
ム１４にマニプレータ−２４を設け、第１アーム１３側
に設けたシリンダー、又はモーターの駆動軸と第２アー
ム１４とを連係し、駆動軸により第２７−ム１４を作業
位置と待機位置へ伸縮させるように構成する。好ましく
は、二連のレールを並設するにあたっては、第１チヤ／
ネル１１と第２チヤンネル１２を幅方向に起立させその
板面を互いに対向させるとよい。

第４乃至第６図は駆動モーター２２を動力源として使用
したマニプレータ−アームの実施例を示す。図示するよ
うに前述した伸縮自在のレールＲを二連平行に並設し、
一対の第１チヤンネル１１゜１１の両端をホルダー１５
．１６で保持連結させて第１アーム１３を構成し、他の
一対の第２チャンネル１２．１２の先端をマニプレータ
−ブロック１８で、同基端をポールナツト１７で、夫々
連結して第２７−ム１４を構成し、第１７−ム１３を構
成する第１チャンネル１１．１１の後端に、モーター取
付板１５′を介して両チャンネル間に位置させてモータ
ー２２を取付け、該モーター２２で駆動されるスクＩＪ
、−シャフト２３を第２チヤンネル１２　、１２’ｉ連
結するポールナツト１７に螺挿し、駆動モーター２２に
よるスクリーーシャフト２３の回動により上記螺合部を
介してポールナツト１７を篩進又は後退させ、よってマ
ニグレータープロソク１８に設けたマニプレータ−２４
を作業位置と待機位置へ移動するよう構成する。実施例
は更に上記マニフＬ／−ターアーム全体をホルダー１５
．１６ト一体な基盤２１を介して基台１９に立設の支柱
２０の上端に横架する等してアーム全体を回動可にした
場合を示す。この場合実施に応じ支柱２０をシリンダー
等で構成してマニプレータ−アーム全体を昇降可として
もよい。

第７図はマニプレータ−アームＡ、Ｂを上、下二段構造
とした実施例であり、図示のように前述した伸縮形チャ
ンネルから々るマニプレータ−アームＡを上部に、同マ
ニプレータ−アームＢを下部にし、上部のマニプレータ
−アームＡの第１アーム１３を構成する一対の第１チャ
ンネル１１．１１と、下部のマニプレータ−アームＢの
第１アーム１３′を構成する一対の第１チヤンネル１１
’、　１．１’を共通のホルダー１５’、１６’に組付
けて構成したものである。尚使用目的により段数を増加
させてもよい。

第８乃至第１０図は動力源としてエア、又は油圧シリン
ダー２５を用いた実施例を示す。

前述した伸縮自在のレールを二連平行に並設し一対の第
１チャンネル１１．１１の両端をホルダー１５゜１６で
保持して第１アーム１３を、他の一対の第２チヤンネル
の先端をマニプレータ−ブロック１８で連結して第２ア
ーム１４を夫々構成し、又第１アーム１３の第１チャン
ネル１１．１１を連結するホルタ−１５，１６を取付台
として第１アーム１３の上部にシリンダー２５を架設し
、該シリンダー２５のシリンダーロッド２６先端に連結
具２７を介して第２アーム先端のマニプレータ−ブロッ
ク１８を吊設し、シリンダ−２５の作動によるシリンダ
ーロッド２６の前進又は後退により、マニプレータ−２
４を作業位置と待機位置へ移動するように構成したもの
である。

更に上記実施例中筒１０図は上記二連のレールＲ，Ｒを
幅方向に起立させその板面を互いに対向する如く並設し
、第２チヤンネル１２で構成した第２アーム１４を、第
１チヤンネル１１で構成した第１アーム１３の外側面で
スライドさせるように９゜ して第２チヤンネル１３の背面に第２アーム１４の側方
に伸びるマニプレータ−を取付けた実施例である。同実
施例は第２アーム１４の背面を利用して長手方向のどの
場所にもマニプレータ−の取付が可能であり、側方へ突
出する複数のマニプレータ−を取付けるのに好適である
。

第１０図は片側にマニプレータ−を取付けた場合を示す
が勿論両側に取付けてもよい。

第１１図はマニプレータ−２４ａ、２４ｂを第２アーム
１４の両端に設けた実施例を示す。第２アーム１４を構
成する長尺の第２チャンネル１２．１２を前方と後方へ
抜差可に貫挿し、第２アーム１４′の両端にマニプレー
タ−ブロック１８ａ、１８ｂを介してマニプレータ−２
４ａ、２４ｂを取付けると共に、第１アーム１３を構成
する第１チャンネル１１．．１１のホルダー１５．１６
を取付台としてシリンダー２５を第１アーム１３と平行
に載架し、シリンダーロッド２６の先端に連結具２７を
介して一方のマニプレータ−ブロック１８ａを吊設し、
シリンダーロッド２６の伸長によシマニブレータ−２４
ａを前進させてマニプレータ−２４ｂを後退させ、逆に
シリンダーロッド２６の縮小によりマニプレータ−２４
ａを後退させて、マニプレータ−２４ｂを前進させる構
成としだものである。同実施例は作業位置がマニプレー
タ−アームの前方と後方にある場合に一対のスライド形
チャンネルで構成できる利点がある。

尚上記実施例は第１アームと第２アームを有する基本的
実施例を示したが、第１４図に示すように第１アーム１
３を構成する第１チヤンネル１１と第２アーム１４を構
成する第２チャンネル１２間に第３チヤンネル３０を介
在させて第３アーム３１を構成して伸長ストロークを長
くすることが可能であり、同様にして第４アーム−・と
多連にすることもできる。

以上のように本発明はコの字形断面の複数本のチャンネ
ル間にボールを介在させて抱合わせた伸縮自在のレール
を利用し、このレールを二連平行に並設して前記の如く
マニプレータ−アームの母体を構成したので、小型軽量
化を達成できることに加え、伸縮作用が非常に安定且つ
円滑で、僅か々力で動かすことができ、動きが滑らかな
ので高連化も可能で、工業用ロボット特有の微妙な動作
を得るのに極めて有効で、動力の使用も少くて済む利点
がある。又、第１アームを構成する第１チヤンネルと第
２アームを構成する第２チヤンネルが互いに他を支持し
て伸縮する機構であるので他に格別のガイドステーに類
するものを設ける必要がなく第２チヤンネルが第１チヤ
ンネルの内部に収容されるので安全性が高く、外観もシ
ンプルとなる。而も例えば第６図に示すように第１アー
ム、第２アームを構成するチャンネルが略コの字形断面
で互いに他を抱合い、マニプレータ−を支持しつつスラ
イドするアーム機構であるため、断面２次モーメントの
大きい形状となり、小型、軽量のわりに大きな荷重に耐
えることができるマニプレータ−アームを提供できる。

前記のようにアームを構成するチャンネルをその板面が
対向するように並設することにより上記特徴を有効に発
揮させることができる。又、マニプレータ−アームを複
数段に伸縮させる構造とすることができるので小型であ
ることと相俟って狭いスペースで伸縮ストロークを自在
に設定でき、占有空間の有効利用が可能である。

更にアームを構成するチャンネルがプレス成型又はロー
ル成型で安価に生産でき、ひいてはロボット装置全体の
小型簡素化、低コスト化の達成が可能である。又、軽量
であるので荷重負担から発生する故障も少くなる利点が
ある。尚、目的用途に応じて容易にマニプレータ−アー
ムの段数及び長さが選択できることは前述の通りである
。

【図面の簡単な説明】

第１乃至第３図は従来の工業用ロボットのマニプレータ
−アームの斜視図、第４乃至第１２図は本発明に係る同
マニプレータ−アームの実施例を示し、第４乃至第７図
は駆動モーターを使用した同マニプレータ−アームの実
施例で、第４図は同斜視図、第５図は同平面図、第６図
は同正面図、第７図は同マニプレータ−アームを上下二
段に設けた実施例を示す同斜視図、第８乃至１２図はシ
リンダーを使用したマニプレータ−アームの実施例で、
第８図は同側面図、第９図は同正面図、第１０図は第２
アームを第ル−ルの外側にスライドさせた実施例を併せ
て示す同斜視図、第１１図はマニプレータ−を第２アー
ムの両端に設けた実施例を併せて示す同斜視図、第１３
図Ａ図、第１４図Ａ図は本発明に係るマニプレータ−ア
ームに適用する伸縮自在形レールを夫々例示する断面図
、第１３図Ｂ図、第１４図Ｂ図は同レールの縮小状態を
示す側面図、第１３図Ｃ図、第１４図Ｃ図は同レールの
伸長状態を示す側面図である。 １１　第１チヤンネル、　１２・・・第２チヤンネル、
１３・・第１アーム、１４・・・第２アーム、１５．１
５’。 １６　、１６’・・・ホルダー、１７・・ポールナツト
、１８・・・マニプレータ−ブロック、２２・・モータ
ー、２３・・スクリーーシャフト、２４　・・マニプレ
ータ−１２５・・・シリンダー、２６・・・シリンダー
ロンド、　３０・・・第３チヤンネル、３１・・・第３
アーム、Ａ、Ｂ・・・マニプレータ−アーム、ａ・・ボ
ール、ｂ　リテイナー、Ｒレール。 特許出願人　プルトンチェン株式会社 代理人　弁理士　中　　畑　　　　孝 第１図 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）略−の字形断面を有する第１チヤンネルと第２チ
   ャンネル間にボールを介在させて抱合わせ、伸縮可とし
   たレールで構成される工業用ロボットにおける伸縮形マ
   ニプレーターアームであって、上記レールを少くとも二
   連平行に並設し、両レールの一対の第１チヤンネルでマ
   ニプレータ−アームの第１アームを、同様に一対の第２
   チヤンネルで同第２アームを構成し、第２アームにマニ
   プレータ−を設け、第１アーム側に設けたシリンダー又
   はモーターの駆動軸と第２アームとを連係し、駆動軸に
   より第２アームを作業位置と待機位置へ伸縮させるよう
   にしたことを特徴とする工業用ロボットのマニグレータ
   ーアーム。
2. （２）第１項記載の発明において両レールは、その板面
   を対向させるように平行に並設し、上記第１アーム及び
   第２アームを構成したことを特徴とする工業用ロボット
   のマニプレータ−アーム。