JPS5890491A

JPS5890491A - 可撓性ア−ム

Info

Publication number: JPS5890491A
Application number: JP18668981A
Authority: JP
Inventors: 舟橋　宏明; 彰菊池
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-11-20
Filing date: 1981-11-20
Publication date: 1983-05-30
Also published as: JPH0232120B2

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】本発明は産業用ロボット等に用いられる可撓性アームに
関する。

支持台に回転自在に支柱を取υ付け、支柱の一端に回動
（揺動）自在にアームを取り付け、アームの先端に例え
は塗装用ノズルを装着し、支柱の回転及びアームの揺動
によりノズルを自在の位置に自動的に設定して塗装作業
を行なうロボットは知られている。

ルの任意の位置への設定は比較的困難であシ、このよう
なアーム゛を有するロボットは、簡単な形状を有した被
作業体にしか適用し得す、汎用性にそれ程優れていない
。

一方、最近においては、種々曲折自在な可撓性アームが
提案されているが、いずれも構造が複雑である上に、比
較的長いアームとすると、アーム自体の重量によシ撓み
、所定の位置にノズルを設定し難く、これに対処せんと
すると、極めて優れた剛性を有した部材を使用しなけれ
ばならず実用的でない。

更に、従来提案されている可撓性アームにおいては、作
動装置によシ生起される作動量に対して十分な変形量が
得られ難く、曲折性による効果を最大限に利用し難い。

本発明は前記諸点に鑑みなされたものであ夛、その目的
とするところは、好ましい曲折性能を有する可撓性アー
ムを提供すゐことにある。

次に本発明による好ましい一具体例を図面に基づいて説
明する。

尚、第１図には概略原理図が示されておシ、以下の説明
では、第１図を参照すると理解しやすい。

図において、本具体例では４個の剛体節１〜４を有して
おｐ、各剛体節は同様に構成されていると共に夫々は同
様に連結されておシ、以下においては、剛体節１と２と
について説明する。剛体節１及び２は夫々、円筒状の枠
５及び６を有しておシ、枠５にはＡ、方向及びＢ、方向
に回転自在に軸７が取シ付けられておシ、軸７にはＡ、
方向及びＢ、方向に回転自在にかつＣ８方向及びＤＩ力
方向移動自在に、すなわち摺動自在に摺動部材８が取シ
付けられている。摺動部材８にはワッシャ９及び止め輪
１０により取υ付は部材１１が回転自在に装着されてお
シ、部材１子Ｒ軸１２を介してリンク部材１３が回転自
在に連結されている。

軸７と平行に枠５にはピン１４が設けられておシ、ピン
１４には連結部材１５が固着されておシ、連結部材１５
にはピン１４と直交するピン１６が取り付けられておシ
、ピン１６は両端で枠５に支持されている。ピン１６に
は回転自在にリンク部材１７が連結されておシ、リンク
部材１７のほぼ中間には、軸１８を介して回転自在にリ
ンク部材１３が連結されている。リンク部材１７は他端
で軸１９を介して取シ付は部材２０に回転自在に連結さ
れている。取り付は部材２０はワッシャ２１及び止め輪
２２によシ摺動部材２３に回転自在に装着されており、
摺動部材２３には剛体節３との連結に用いられる部材１
１に相当する取り付は部材２４が回転自在に装着されて
いる。部材８に相当する摺動部材２３は、部材８と同様
に、軸７と平行な軸２５に摺動自在に装着されており、
軸２５は、軸７と同様に、両端で枠６にＡ、方向及びＢ
、方向に回転自在に支持されている。軸２５４Ｃ直交す
る軸２６は＃１は中央に膨大部２７＆を有しており、膨
大部２７ｍで軸２６と２５とは連結されている。

軸２６には、摺動部材２７ｂが摺動自在に装着されてお
シ、摺動部材２７ｂＫは部材８．２３と同様にワッシャ
２８及び止め輪２９により取り付は部材３０及び３１が
回転自在に装着されておシ、取り付は部材３１には軸３
２を介して回転自在にリンク部材３３が連結されている
。ピン１４には、リンク部材３４が回転自在に連結され
ておシ、リンク部材３４の中間には、軸３５を介してリ
ンク部材３３の一端が回転自在に連結されている。リン
ク部材３４は一端で取り付は部材３６に軸３７を介して
回転自在に連結されておシ、取り付は部材３６はワッシ
ャ３８及び止め輪３９によシ摺動部材４０に回転自在に
装着されている。

摺動部材４０は、部材８．２３及び２７ｂと同様に軸４
１に摺動自在に装着されておシ、軸４１のほぼ中央には
膨大部４２が形成されており、膨大部４２で軸４１と、
軸４１に直交する軸７とが連結されている。軸４１は、
両端で側板４３を有する円筒状の基枠４４＆に回転自在
に支持されてお９、＠Ｊ仄４３はほぼ中心でスプライン
シャフト４４ｂに固着されている。軸４１と平行に基枠
４４ｍに支持されたビン４５はビン４６と直交しており
、ピン４６Ｆｉ剛体節１の前板の剛体節を構成する基枠
４４＆に両端で支持されている。

（以Ｉ・余白）１のほぼ中央には連結部材４７が固着されており、連結部
材４７にビン４５が取り付けられている。

ビン４６には、回転自在にリンク部材４８が取り付けら
れており、リンク部材４Ｂは軸４９を介してリンク部材
５０に回転自在に連結されており、リンク部材５０は軸
５０１管介して堆り付は部材５１に回転自在に連結され
ている。取り付は部材５１は部材３６と同様に摺動部材
４０に回転自在に装着されている。リンク部材４８は軸
５２ｔ−介してリンク部材５３に回転自在に連結されて
おり、リンク部材５３は軸５４を介して回転自在にリン
ク部材５５に連結されている。す／り部材５５はボルト
５６により摺動部材５７に取り付けられており、摺動部
材５７は７ランジ５８ｔ−有した円筒部材ｓ９と、円筒
部材５９に螺着され走円環部材６０とからなり、円筒部
材５９はスプラインシャフト４４ｂに噛合しており、ス
プラインシャフト４４ｂが中心線６１′を中心として回
転されると同様に回転される一方、スプラインシャブ）
４４ｂに対して相対的にＥ方向及びＦ方向に摺動自在で
ある。摺動部材５７には、円ＩＩＡ部材６２が装着され
ており、円環部材６２と７ランジ５８及び円環部材６０
との間にはニードルベアリング６３及び６４が設けられ
ており、円環部材６２は円筒部材５９に対して中心＠６
１ｆ中心として回転自在である。円環部材６２から突出
する突出部６５には、ピストンロッド６６の一端が螺着
されており、ロッド６６の他端は油圧クリング（図示せ
ず）のピストンに連結されている。部材１１と同様に摺
動部材８に回転自在に装着された取り付は部材６７には
、軸６８を介してリンク部材６９が回転自在に連結され
ており、リンク部材６９は、一端でビン４５に回転自在
に連結されている。軸γと平行なビン４６は両端で基枠
４４＆に支持されている。

リンク部材６９のほぼ中間には、軸７０ｔ−介してリン
ク部材７１が回転自在に連結されており、リンク部材７
１は軸７２を介してリンク部材７３に回転自在に連結さ
れている。す／り部材７３は、一端でボルト７４を介し
て摺動部材７５に堆り付けられて訃り、摺動部材７５は
部材５７と同様に形成されており、円筒部材７６の７フ
ンジ７７と円環部材７８との間にニードルベアリング７
９及び８０ｔ−介して装着され九円環部材８１は突出部
８２ｔ−有しており、突出部８２には、ピストンロッド
８３今一端が螺着されており、ロッド８３の他端は他の
油圧シリンダ（図示せず）のピストンに連結されている
。スプラインシャ：１４４ｂに噛合した円筒部材７６は
スプラインシャフト４４ｂの中心線６１ｔ−中心とする
回転と共に回転される一方、スプラインシャフト４４ｂ
に対してＥ方向及びＦ方向に摺動自在である。摺動部材
７５に対して円環部材８１は回転自在であり、摺動部材
７５が回転されても円環部材８１は回転されない。スズ
ライン７ヤフト４４ｂはロータリアクチェエータ８４に
連結されており、ロークリアクチュエータ８４に油圧が
供給されると、スプラインシャフト４４ｂは中心線６１
ｔ−中心として時針方向又は反時計方向に回転される。

このように構成され九町撓性アームの動作を説明“する
。アクチュエータ８４に油圧が供給されシャツ）４４ｂ
が中心線６１を中心として回転されると、基枠４４ａが
回転され、これ罠より、軸７及び４１からなる自在継手
を介して剛体節１が回転され、以下順次剛体節２．３及
び４が中心線６１を中心とし°Ｃ回転される。そうして
剛体節４の先端に例えば塗料噴射ノズルが取り付けであ
ると、ノズルは剛体節４と共に回転される。一方の油圧
シリンダに油圧が供給されロンドロ６がＥ方向に移動さ
れると、摺動部材５７がシャフト４４ｂに沿ってＥ方向
に移動され、リンク部材５５が同じくＥ方向に移動され
る。Ｅ方向のリンク部材の移動でもって、リンク部材５
３を介してリンク部材４８がＡｔ方向に（ロ）転され、
リンク部材５０を介して摺動部材４０がＣ８方向に移動
される。Ｃ３方向の摺動部材４０の移動でもってリンク
部材３４を介してビン１４にＣ８方向の力が加わり、こ
れにより枠５が軸７′ｔ−中心として人、方向に回転さ
れる。枠５のＡ、方向の回転と共にリンク部材３４が軸
３７を中心として人、方向に回転される結果、リンク部
材３３がＧ方向く移動され、摺動部材２７ｂがＣ１方向
に移動される。Ｃ８方向への摺動部材２７の移動でもっ
て、前記と同様に枠６が軸２５を中心としてＡ、方向に
回転される。以下剛体節３及び４の枠が次々に人、方向
に回転される結果、可撓性アームは第Ｓ図において全体
として上方に曲折される。従って、剛体節４の先端にノ
ズルが取り付けであると、ノズルは曲折された位置に設
定される。逆にロッド６６がＦ方向に移動されると、摺
動部材４０がり、方向に移動され、枠５が軸７に一中心
としてＢ、方向に回転される結果、その他の枠もＢ、方
向に回転され、可撓性アームは第３図において全体とし
て下方九曲折される。他方の油圧シリンダに油圧が供給
されロッド８３がＥ方向に移動されると、摺動部材７５
がシャフト４４に沿ってＥ方向に移動され、リンク部材
７３が同じくＥ方向に移動される。Ｅ方向へのリンク部
材７３の移動でもって、リンク部材７１會介してリンク
部材６９が軸４５ｔ−中心としてＢ１方向に回転される
結果、摺動部材８のＤ！力方向移動と共に軸７に軸４１
を中心とし九Ｂ１方向の回転力が加わり、これにより枠
５が軸４１ｔ−中心としてＢ、方向に回転される。枠５
のＢ１方向の回転と共にリンク部材１３がＨ方向に移動
される結果、リンク部材１７がビン１６ｉ中心としてＢ
１方向に回転され、摺動部材２３がＢ１方向に移動され
る。ＤＩ力方向の摺動部材２３の移動でもって前記と同
様に枠６が軸２６ｉ中心としてＢ、方向に回転される。

以下剛体節３及び４の枠が次々に８１方向に回転される
結果、可撓性アームは第７図において全体として下方に
曲折される。逆にロッド８３がＦ方向に移動されると、
軸７の軸４１を中心としたＡ１方向の回転と共に摺動部
材８が０１方向に移動され、枠５が軸４１１に中心とり
、てＡ１方向に回転される結果、その他の枠もＡ、方向
に回転され、可撓性アームは第７図において全体として
上方に曲折される。

尚、前記具体例では剛体節を４個設けて構成したが、本
発明はこれに限定されず、−個又は複数個の剛体節で構
成してもよい。−個の剛体節で可撓性アーム金構成する
場合には、基枠を一つの剛体節とみなす。また本発明は
塗装用に限らず、例えば溶接用のロボットに適用し得る
のみならず、ロボット以外のマジックハンドにも適用し
得る。

前記の如く、本発明によれば、アームが曲折自在でるる
ため、複雑な形状をした被作業体にも適用し得るロボツ
）ｌ提供し得ると共に汎用性を増大し得る。その上、そ
れ程剛性に優れた部材を用いることなく、簡単な構成に
より等価的に剛性に優れた部材を用いたと同様の効果を
得ることができ、撓むことなく、所定に先端を正確に位
置決めし得る。加えて、作動装置のわずかな作動量でも
って十分な曲折量を得ることができるため、曲折による
効果を最大限に利用し得る。また、可逆機構とし得るた
め、いわゆるティーチング動作も行い得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例の概略原理Ｉｉ！明図、第２
図は本発明の好ましい具体例の側面図、第３図は第２図
に示す具体例の底面図、第４図は第３図に示す■−■線
断面図である。１、２．３．４．５・・・剛体節、７．４１・・・軸、
８．４０・・・摺動部材、１３．１７．３３．３４・・
・リンク部材。

Claims

【特許請求の範囲】（１）第１の剛体節と第２の剛体節とを万能継手で連結
し、第２の賜体節に支持され万能継手の一方の軸上の摺
動部材と第１の剛体節とを、第１の剛体節に支持された
万能継手の他の軸に平行な支点で、リンクによシ連結し
、更に、（２、特許請求の範囲第（１）項に記載の可撓
性アームであって、リンク上の軸に平行な他の支点でロ
ッドと連結し、リンク上の軸に平行な他の支点でリンク
と連結してなる可撓性アーム。（３）特許請求の範囲第（１）項又は第（２）項に記載
の可撓性アームであって、第１の剛体節と軸上の摺動部
材とを軸に平行な支点でリンクにて連結し、更に、ｊＩ
′？ｉｉ４体節と摺動部材とを軸に平行な支点で、リン
クにて連結し、リンクの他の支点とロッドを、リンクの
他の支点とリンクとを各々軸艮平行な支点で連結してな
る可撓性アーム。