JPS587436B2 - 工業用ロボツトのアクチユエ−タ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は教示・再生方式の工業用ロボットの回転型アク
チュエータに関し、手動による教示操作の際の作業腕の
軽動化を図ろうとするものである。

この種のロボットにおいて、作業腕は、教示操作時に手
動で軽快に動かせ得ることが正確な位置決めを行わせる
上にも、あるいは操作者の負担を緩和させる上からも好
ましいことは言う迄もない。

ところで、上記回転型アクチュエータは一般に、小型、
軽量で高トルク容量を持つものが望まれるため減速機構
を組み合せて使用されることが多いが、このものにおい
て、手動で出力側から教示操作を軽快に行うことは不可
能である。

本発明は、上記の如き減速機構を組み込んだタイプの回
転型アクチュエータの教示操作時における軽動化を図ろ
うとするものであって、減速機構としてハーモニツク減
速機構を用い、該減速機構にクラッチ機構を設けたこと
を特徴とするものである。

以下に、本発明を図示の実施例について具体的に説明す
る。

第１図において、２はハーモニツク減速機構を組み込ん
だハウジングで、該ハウジング２の上部に回転型駆動装
置１を設けるとともに、該駆動装置１の出力軸４をハー
モニツク減速機構に接続する一方、ハウジング２内の下
部に、ハーモニツク減速機構に接続する作業腕３用駆動
軸１２を設けている。

出力軸４と駆動軸１２は同心でかつ相対する位置に配置
されている。

ハーモニツク減速機構は次のとおりである。

すなわち、上記出力軸４の端部の周囲にボス５を介して
楕円板状ウエブ・ジエネレータ６の中心を固定しでおり
、該ウエブ・ジエネレータ６の外周に玉軸受７を設けて
いる。

玉軸受７のケージ７ｂ内に収納した各玉７ａは、楕円板
状ウエブ・ジエネレータ６の回転に伴って半径方向に移
動自在になっている。

玉軸受７の外周にはカップ状フレクス・スプライン８の
上端外周を配置している。

周知のように、このフレクス・スプライン８は可撓性を
有し、その筒状部８ａの上記上端外周には、第２図によ
く示されるように、外歯８ｃを有している。

このフレクス・スプライン８は玉軸受７の各玉７ａの半
径方向の移動に伴って容易に変形することができる。

フレクス・スプライン８の筒状部８ａの外歯８ｃの外周
には、円上に内歯１８ａを有するサーキュラー・スプラ
イン１８を設けている。

内歯１８ａは長軸方向において外歯８ｃと噛合するが、
短軸方向では離れている。

このサーキュラー・スプライン１８の内歯は、前記フレ
クス・スプライン８の内歯８ｃより２枚程度歯数が多く
なっていて長軸方向において外歯８ｃと噛合するが、短
軸方向ではこれと噛合しない。

また，このサーキュラー・スプライン１８は、ハウジン
グ２の本体２ａ並びに該本体２ａ内に組み込まれた筒状
ホルダー９と該本体の蓋体２ｂ間で回転自在に支持され
でいる。

フレクス・スプライン８の底部８ｂは前記駆動軸１２に
固定されている。

ハーモニツク減速機構は上記のとおりであって、上記ホ
ルダー９を含むクラッチ機構は次のようにニなっている
。

すなわち、ハウジング２の側面に油圧通路１４を有する
油圧伝達部材１３を設けるとともに、ハウジング２に上
記油圧通路１４と連通ずる油圧通路２１を形成し、該通
路２１を上記ホルダー９を上下動自在に収納する、ハウ
ジング２に形成した空所２２の下部に開口せしめている
。

油圧伝達部材１３の油圧通路１４の圧油供給口には図示
しない油圧装置が連結される。

しかして、該油圧装置により圧油が油圧通路１４．２１
を介して空所２２に供給されると、ホルダー９は上方に
持ち上げられて、その上面と蓋体２ｂ間でサーキュラー
・スプライン１８を回転不自在に保持する。

一方、空所２２内から圧油が排除されると、ホルダー９
は第１図に示した状態に戻って、サーキュラー・スプラ
イン１８を解放し、回転自在にする。

さて、上記クラッチ機構によって、サーキュラー・スプ
ライン１８が固定された状態で駆動装置１が運転される
と、その出力軸４がボス５およびウエブ・ジエネレータ
６と共に回転する。

そうすると、ウエブ・ジエネレータ６が楕円板状に形成
されている関係で玉軸受７の各玉７ａが半径方向に順次
移動せしめられ、一方、サーキュラー・スプライン１８
が固定されでいる関係で、フレクス・スプラインの筒状
部８ａの上端周囲が各玉７ａで半径方向に強制的に変形
せしめられると、長軸方向の外歯８ｃとサーキュラー・
スプライン１８の内歯と噛み合いが移動しで、フレクス
・スプライン８が、ウエブ・ジエ木レータ６の１回転に
対しで、外歯８ｃと内歯Ｌ８ａとの歯数の差分だけ例え
ば２枚分だけ反対方向に回転し、駆動軸１２並びに作業
腕３を減速回転する。

上記の動作は再生動作であるが、教示操作は次の如くな
される。

先ず、油圧装置によって、ハウジング２の空所２２内の
圧油が排除され、ホルダー９のサーキュラー・スプライ
ン１８に対する固定の解除がなされ、サーキュラー・ス
プライン１８は回転自在となる。

この状態で，教示の内容に従って作業腕３を回転させる
と、サーキュラー・スプライン１８は自在に回転可能な
ため、フレクス・スプライン８が駆動軸１２を介しで、
サーキュラー・スプライン１８と共に玉軸受７の周囲を
回転する。

この教示操作は手動で極めて軽快に行うことができる。

上記教示操作に基づく駆動軸１２の回転は該軸の周囲に
固定したプーリー１７並びに該プーリー１７に図示しな
い伝達手段を介して図示しない回転角検出装置により検
出される。

前記再生動作は、この回転角検出装置により検出された
回転角度に従ってなされる。

尚図中，１０はピストンとしてホルダー９の内周および
外周に嵌め込まれて空所２２の壁面との間をシールする
Ｏリング、１５は駆動軸１２のための軸受、１１は駆動
軸１２の外周に設けたスペーサである。

上記実施例における駆動装置１は油圧、空圧、電動等何
れのタイプであってもよい。

上記実施例においては、クラッチ機構を油圧クラッチで
構成しているが、本発明はこの実施例に限定されるもの
ではなく、例えば電磁クラッチ等の他の構成としてもよ
い。

また、玉軸受７はローラを組込んだ軸受にすることもで
きる。

上記実施例の具体的説明から明らかな如く、本発明に係
る工業用ロボットのアクチュエータは、駆動装置の出力
軸と作業腕駆動用駆動軸間にハーモニツク減速機構を設
け、該ハーモニツク減速機構のサーキュラー・スプライ
ンを固定・固定解放するクラッチ機構を設けたので、教
示操作時に、クラッチ機構によりサーキュラー・スプラ
インの固定を解放することによって作業腕駆動用駆動軸
と駆動装置の出力軸間の連結を断つことができ、作業腕
を駆動軸と共に非常に軽快に手動操作することができ、
所期の目的を達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例に係る工業用ロボットのアク
チュエータの縦断面図、第２図は第１図のアクチュエー
タに採用されたハーモニツク減速機構を平面的に示す説
明的横断面図である。 １・・・・・・駆動装置、２・・・・・・ハウジング、
４・・・・・・出力軸、６・・・・・・ウエブ・ジエネ
レータ、７・・・・・・軸受、８・・・・・・フレクス
・スプライン、８ｃ・・・・・・外歯、９・・・・・・
ホルダー、１２・・・・・・駆動軸、１８・・・・・・
サーキュラー・スプライン、１８ａ・・・・・・内歯。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 駆動装置の出力軸と該出力軸と同心でかつ相対する
   作業腕駆動用駆動軸間にハーモニツク減速機構を設けた
   ものにして、 上記出力軸の端部に楕円板状ウエブ・ジエネレータの中
   心部を固定するとともに、該ウエブ・ジエネレータの外
   周に、該ウエブ ジエネレータの回転によって玉又はロ
   ーラが径方向に移動せしめられる軸受を介装する一方、
   上記駆動軸の端部にカップ状フレクス・スプラインの底
   端を固定するとともに外歯を有するその上端外周を上記
   軸受の周囲に配置し、さらに、上記フレクス・スプライ
   ンの上端外周に、該フレクス・スプラインの上記外歯の
   一部と噛み合う内歯を円上に有して、上記ウエブ・ジエ
   ネレータの回転時に上記フレクス・スプラインをウエブ
   ・ジエネレータと逆方向に減速回転させるサーキュラー
   ・スプラインを設け、さらに、該サーキュラー・スプラ
   インを自在に固定・解放するクラッチ機構を設けて、教
   示操作時において、作業腕を駆動軸と共に回転せしめる
   とき、上記クラッチ機構によりサーキュラー・スプライ
   ンを解放しで、上記フレクス・スプラインが上記サーキ
   ュラー・スプラインと共にウエブ・ジエネレータに対し
   て回転するようにしたことを特徴とする工業用ロボット
   のアクチュエータ。