JPS59115190A - 工業用ロボツト - 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】 産業上の利用分野 本発明は溶接、組立、塗装等を行う工業用ロボットのう
ちで、特に多関節型ロボットの腕にかかの負荷のつり合
い機構に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の多関節型工業用ロボットは、第１図にその具体的
構成を示すように、本体１上に軸を中心に回動する関節
部２を備え、この関節部２は腕３と固定される関節部材
２ａと、本体と固定される関節部材２ｂとから構成され
る。腕３の先端にはさらに関節４、腕５および把持ノ・
ンドや溶接ガン（いづれも図示せず）といった工具類が
その先端に装着される。腕３より先端につく関節部４、
腕６、工具類や、工作物等の重量はすべて関節部２にモ
ーメントして作用する。このため関節部２を回動させる
モータに対してはすべて負荷となる。

この対案として、関節部２の関節部材２ａに、関節部２
の回動軸に対して回転力を与えるような引張力を付勢し
て、腕等の重量による負荷とつりあいを取る方法がある
。この−例として、ワイヤ６の一端を関節部材２ａに取
付具７により固定し、他の一端をバネ８の一端に取り付
ける。バネ８の他端は取付具９を介して本体１に取り付
けられ、バネ８は本体１とロープ６の間に引張力を与え
ている。

以上の構成において、引張力と、腕等の重量とがつり合
い、関節部の回動負荷を軽減するものである。

しかしながら上記のような構成では、関節部２の回転角
に対応するワイヤ６の移動長さだけバネ８は伸縮する必
要がある。このためバネ８は関節部２０回転角にかかわ
らず負荷を軽減できるだけの引張力を与え、さらに上で
述べた伸縮量を有することが必要となシ、バネ８は非常
に長くする必要があるという欠点を有していた。また、
前記バネを液圧、空圧シリンダといったアクチュエータ
を用いて構成した場合も、極めてストロークの長いアク
チュエータが必要となるという欠点を有していた。

発明の目的 本発明は上記欠点に鑑み、腕部等の重量を軽減するつり
合い装置の伸縮量を小さくシ、装置を小型化した工業用
ロボットを提供するものである。

発明の構成 本発明は、回動自在に軸支された関節部を構成する２つ
の関節部材と、動滑車機構部と、前記動滑車機構部を介
して前記２つの関節部材を連結する素状体と、前記動滑
車機構部内にあって動滑車に力を付勢するテンシロン部
材とから構成されており、テンション部材の伸縮量を短
縮し、つり合い装置を小型にするという特有の効果を有
する。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。

第２図は本発明の第１の実施例における工業用ロボット
の主要部の概要を示すものである。第２図において、１
ｏは本体、１１は関節部、１２は腕である。関節部１１
は腕１２と結合される関節部材１１ａと、本体１ｏと結
合される関節部材１１ｂとから構成される。１３は関節
部材１１ａの一部であり、ワイヤ１４との接する部分が
円弧状に成形されたドラムである。１５はワイヤ１４を
関節部材１１ａの一部のドラム１３に固定する取付具で
ある。１６は動滑車で、１７はバネであり、動滑車１６
とバネ１７とは支持具１８で結合され、バネ１７は取付
具１９により本体１ｏに結合されている。２ｏは定滑車
で２１はビン、２２は支持具であり、支持具２２に回動
自在に定滑車２ｏは保持され、支持具２２はピン２１を
介して本体１゜に回動自在に固定される。２３はターン
バックルであり、ワイヤ１４の一端であり、ねじ部を有
する１４ａと、ねじを有した輪状取付具２４とを結合す
る。２５は本体１０に固定されたかぎ形成付臭であり、
輪状取付具２４を保持する。ワイヤ１４は一端が関節部
材１１ａの一部であるドラム１３に固定され、途中で動
滑車１６、定滑車２０．さらに動滑車１６の順に掛けら
れ、他の一端がターンバックル２３を介して本体１ｏに
取付けられている。

以上のように構成された工業用ロボットについて、以下
その動作を説明する。関節部１１にかがる腕等の重量に
よる負荷を打ち消すためにワイヤ１４を引張り、その力
と負荷とがつり合い負荷の軽減が図られるが、この引張
力はバネ１７が引伸ばされた状態で取り付けられ、その
復元力によυ得ている。この復元力は動滑車１６を通じ
てワイヤ１４を引張る力となる。この時、関節部１１の
回転角に対するロープの移動量をＬとすると、ワイヤ１
４は動滑車１６を２回通るので、動滑車１６の上下量は
Ｌの４分の１となり、バネの伸縮長さも、ワイヤ１４を
直接引く場合に比べて、動滑車を用いる事により短縮さ
れる。

またワイヤ１４と本体１ｏとのかぎ形成付臭２６との取
付部にターンバックル２３を設けることにより、ワイヤ
１４の長さを調整することができる。

ワイヤ長さを変えることにより、関節部の回動角とその
時のバネの引張力とを変更でき、調整できるものである
。

以上のように本実施例によれば、ワイヤに代表される素
状体で、動滑車機構部を介して、関節部材の一方と、他
の一方に連結された一部材である本体とを連結し、前記
動滑車機構部内の動滑車に引張力を作用させることによ
り、関節の回動角に対応するロープの移動量に対して、
テンション部材の伸縮量を小さくすることができる。

以下本発明の第２の実施例について図面を参照しながら
説明する。

第３図は本発明の第２の実施例を示す工業用ロボットの
主要部の概要を示した図である。同図において、第２図
の構成と異なるのは、バネ１７の代わりに空圧シリンダ
２６を設けたことである。

シリンダ２６の一端はビン２７を介して動滑車１６の支
持具１８と結合され、他の一端はピン２８を介して、本
体１との取付具２９と結合されている。

３ｏは空圧シリンダ２６に空気圧を送るパイプで、空気
圧を送ることにより動滑車１６を引張る力を発生するも
のである。

以上のように、第１の実施例におけるバネの代わりに、
空圧シリンダを設けても、同様にシリンダのストローク
が短いもので、つりあい装置が実現できる。

なお、本発明の各実施例において関節部材の一方と本体
とをワイヤで動滑車を介して結合し、関節部材をワイヤ
で引張るように構成して、つり合い装置としたが、特に
ワイヤを用いる必要はなく、チェーン、スチールバンド
等でもよく、要は動滑車に巻掛は可能なたわみ性を有し
た素状体であればよい。また、素状体の一端は本体と連
結したが、特に本体である必要はなく、軸を中心に回動
する２つの関節部材あるいはそれらと固定された部材に
、索状体の両端が結合されればよい。また動滑車にワイ
ヤを２回掛けて用いたが、これは、引張力と移動量の適
当な組み合わせが得られるようにすればよく、２回とは
限らない。また定滑車を用いずに動滑車１個だけの構成
でも効果があることは言うまでもない。動滑車機構部と
本体との間にあって両者を引張るものとして、バネと空
圧シリンダを用いたが、油圧、水圧等の液圧シリンダや
、ゴム等の弾性材料等でもよく、要は両者間に力を伺勢
するテンション部材であればよい。

本発明の第１実施例において動滑車を引張るものとして
引張バネを用いたが、圧縮バネを用いてもよく、要は、
動滑車を一方向にある力で付勢してやればよい。同様の
ことは第２実施例の空圧シリンダについても言える。ま
た空圧シリンダでなく油圧、水圧等の液圧シリンダでも
よい。

また、本発明の各実施例において、ターンバックルを用
いることにより、動滑車を介して２つの関節部材を結合
するワイヤ等の素状体の長さを変えることにより、引張
力を調選できるようにしたが、定滑車の位置を変えるこ
とによっても可能であるし、また、バネ等のテンション
部材の取付位置を変えても調節できる。

発明の効果 以上のように本発明は、回動自在に軸支され、関節部を
構成する２つの関節部材と、動滑車機構部と、動滑車機
構部を介して前記２つの関節部材を連結する索状体と、
前記動滑車機構部内にあって動滑車に力を付勢するテン
ション部材を設けることにより、関節部にかかる負荷等
とつり合う力を生ずるテンション部材の伸縮量を小さく
することができ、つり合い装置を小型にすることができ
るもので、その効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の工業用ロボットの主要部の概要図、第２
図は本発明の第１の実施例における工業用ロボットの主
要部の概要図、第３図は本発明の１１・・・・・・関節
部、１１ａ、１．１ｂ・・・・・・２つの関節部材、１
６・・・・・・動滑車機構部、１４・・・・・・索状体
、１７・・・・・・テンション部材（ハネ）、２３・・
・・・・テンション力調整機構（ターンバックル）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）回動自在に軸支され、関節部を構成する二つの関
   節部材と、前記一方の関節部材に連結された動滑車機構
   部と、この動滑車機構部を介して前記二つの関節部材を
   連結する素状体と、前記動滑車機構部内にあって動滑車
   に力を伺勢するテンション部材とを備えた工業用ロボッ
   ト。
2. （２）　　テンション力調整機構を備えた特許請求の範
   囲第１項記載の工業用ロボット。