JPS59146790A

JPS59146790A - ア−ム装置

Info

Publication number: JPS59146790A
Application number: JP1731483A
Authority: JP
Inventors: 伊津野　仁一; 吉田　研児
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1983-02-07
Filing date: 1983-02-07
Publication date: 1984-08-22

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】〔発明の利用分野〕本発明は大容量ハンドリングロボットに用いられ′るア
ーム装置に関するものである。

〔従来技術〕　　　・□ 従来、工業用ロボットおよびバランサなどでは、多関節
型リンク機構として平行リンクを用い、また各構成アー
ムに揺動用駆動装置の出力端が直接取付けられていた□
。特に１−周り・回動するアームにそれセれアクチュエ
ータを直結して駆動する直接駆動方式では、アクチュエ
ータのストロークに対してアーム揺動範囲を広くとるこ
とができないため、アーム系全体の動作可能範囲が狭く
なる恐れがあった。

ま永制御ソフトウェアを作成しやすくする見地外・ら、
旋回軸の鉛直上方にアーム支点を設けていた＼め、支持
ペース部の底部面積ヲ広くし、かつ□アーム先端作用点
の負荷による転倒モーメントを支え芯構造を必要とする
欠点がある。

〔発明の目的〕

本発明は上記諸欠点を解消し、小さいシリンダストロー
クでアーム揺動角を大きくシ、アーム系全体の可動範囲
を拡大すると共に、アーム系の重Ｂバランスを向上させ
、かつアーム系を軽量に、しかもコンパクトに製作する
こと全目的とするものである。

〔発明の概要〕

本発明は上記目的を達成するため、台座に旋回自在に枢
着された旋回ベースに第１アームを揺動自在に枢着する
と共に、この第１アーム上に第２アームを揺動自在に枢
着してなるアーム装置において、前記旋回ベースと第１
アーム間および第１アームと第２アーム間を相対的に揺
動変位させる駆動手段をそれぞれ設け、この両駆動手段
の間にその第１アーム用駆動手段のストロークを拡大し
て伝達するストローク拡大機構を介在させたものである
。

〔発明の実症例〕

以下本発明の実施例を図面について説明する。

第１図ないし第３図は、本実施例を適用した大容量ハン
ドリングロボットを示したものである。

同図において、■は取付面、２は取付面１に取付けられ
た台座、３は台座２に旋回軸２６を介（〜で旋回自在に
枢着された旋回ベースで、この旋回ベース３はブレーキ
６を備える駆動装置５により旋回さね、る。４は旋回ベ
ース３の胴部３　ａｆ包囲するカバー、７は前記胴部３
ａの頂部にビン１０を介して枢着された第１アーム（以
下上腕と４；’１；す）で、この上腕７の先端にはビン
１１を介して第２７−ム８（以下前腕と称す〕が、後端
にはビン１４を介して第２拡大リンク棒１５がそれぞれ
揺動自在に枢ｆ１されている。９け＾ｌ　１ｌｉｉｉ　
３の先４ｆにビン１２を介して揺動自在に枢着された手
許部で、この手首部９にはひねり用駆動装置１３が装着
されている。

１６はビン１０を介して」＝腕７に揺動自在に枢着され
た第１拡大リンク棒で、この第１拡大リンク棒１６は、
その一端がビン１７を介して第２拡大リンク棒１５に、
他端がビン１８を介して旋回ベース胴部３ａの頂部にそ
れぞれ枢着さｒｔている。

前記第２拡大リンク棒１５は上腕７にビン１４を介して
枢着されている。１９は旋回ベース３にビン２０を介し
て枢着されたシリンダで、そのピストンロンド１９Ｘの
先端は前記ビン１７に枢着されている。２０は第２拡大
リンク棒１５にビン１４を介して枢着されたシリンダで
、そのピストンロンド２０Ｘの先端はビン２２を介して
連結棒２１に連結されている。この連結棒２１の他端は
ビン２３を介して前腕８に連結されている。２４は一端
がビン２５を介して上腕７に、他端がビン２２を介して
ピストンロンド２０Ｘと連結棒２１にそれぞれ枢着され
た補助連結棒である。

上腕７の揺動支点（ビン）１０は、旋回ベース３の旋回
軸２６に対して転倒モーメントを軽減する方向側、すな
わち第２アーム作用点２３の反対側（図では左側）に設
けられている。またシリンダ１９のピストンロンド１９
Ｘの先端は、前記ビン１０の近傍に設けられた第１．第
２拡大リンク棒１６．１５の連結点（ビン）１７に枢着
されている。さらに前記ビン（節点＋　１０．１４．１
７゜１８はいわゆる四節回転連鎖を形成している。換言
すね、ば第１．第２拡大リンク棒１６，１５によりシリ
ンダ１９０ストロークを拡大する作用を行うストロ−Ｐ
拡大機構を形成している。

上記シリンダ１９．２０では、その重い側（基部）ヲピ
ン２０．１４にそれぞれ枢着する方が、腕７，８の重量
バランス上から望ましい。また前記のように上腕７の揺
動支点１０を旋回軸２６に対して転倒モーメントの軽減
方向へずらすことにより、台座２の底部面積を小さくす
ることができ、かつカウンタウェイト、も小さくするこ
とが可能である。さらにシリンダ１９を上１］？ｉｌ　
７の揺動支点１０に近づけることにより、胴部カッ’−
４ｅかなり小さくし、しかもｎｕくすることができる利
点がある。

次に上記のような構成からなる本実施例の作用について
説明する。

第４図は一方のシリンダ２０のみを動作させた場合、す
なわちシリンダ２０ｆＫ：破線位置２０ａに変位させる
と、ビン２２，２３．１２が破線位拗２２ａ、２３ａ、
１２ａにそハぞわ順次に拡大さｔｌて変位する。第５図
は他方のシリンダ１９のみを動作させた場合、すなわち
シリンダ１９を破線位置１．９　ｂ　Ｋ変位させてビン
１７を破線位置１７ｂに変位させると、ビン１４，２２
，２５．Ｌ　Ｌ、。

２３．１２は破線位置１４ａ、２５ａ、２２ｂ。

１１ｂ、２３ｂ、１２ｂにそわぞれ順次に拡大さねで変
位する。

第６図は第１．第２拡大リンク棒１６．１５′ｆ：ビン
１７ｉ介して連結し、その第１拡大リンク棒１６の一端
にビン１７ｃｉ介してシリンダ１．９のピストンロンド
先端を連結すると共に、第１拡大リンク棒１６の他端を
旋回ベースの胴部（図示せず）にビンｔＳＣに連結した
場合である。このようにストローク拡大機構を構成する
第１．第２リンク棒１６．１５は少なくとも四節以上の
回転連鎖であれば実現可能である。

第７図はビン２５と２２との間の距離、ビン２５と２２
ａとの間の距離およびビン２５と２２ｂとの間の距離が
それぞれ異なる場合を示したものである。これらのうち
ビン２５′と２２との間の距離が最も長い場合、すなわ
ち補助連絡棒２４が最も長い場合、すなわち四節シ一台
−ン乞−「ｉ、２２　ａ　、　’２”−Ｋ　、　　２３
　、　　ｉ’−”’ｉ、’１１７．ゴー１が四節回転連
鎖を構成し、シリンダ２ｏの動きを拡大する。

第８図は第１図に示す第２アーム（前腕８）の作用点（
力点）１１を位置２３ａに変位させた場合でも上記と同
様な効果かえられる。さらに第９図は第１図に示す手首
部９をビン１２の周りに回動させるためのリンク機構を
示すものである。すなわち旋回ベース３上にモータ３ｏ
′ｆ：設置し、こノモータ軸２６、ビニｙ　１０”、”
　’Ｉ　Ｌ、’ｌ　２ノ両テ１．１に　・従動リンク３
１．３１けると共に、従動リンク３１と３１ａ、３］、ａと３　
ｌ　ｂ　、　３．’　１１）と３１ｃのそれぞれを揺動
リンク３２ｂ〜３２ｃ：で連結したものである。このよ
うに構成すれば、□第１．第２アーム（上腕、前腕）を
軽量化することができる。

〔発明。効果）以上説明したように本発明によれば、次に列記する効果
がある。

（１）　　シリンダストロークの拡大機構を設けること
により、小さくストロークでアーム揺動角を大きくする
ことができるか呟系全体の可動範囲を拡大することがで
きる。

（１１）第２アームの揺動用シリンダは第１アームの支
点に関してカウングバランス側に枢着されているため、
アーム系の重計バランスを向上させると共に、アーム系
を軽量に、かつコンパクトに製作することができる。

０１１）第１．第２アームをそれぞれ揺動させる各シリ
ングｆＫニー）−−一ムの水平旋回軸の周りに集約１〜
だので、旋回部をスリームすると共に、旋回時の　　□
占有空間を大幅に小さくすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図はそれぞれ本発明のアーム装置の一
実施例を適用したノ・ンドリンクロボットの側面、平面
図および背面図、第４図および第５図は本発明に係わる
一実柿例の作用説明図、第６図ないし第８図は本発明に
係わる他の実姉例の作用説明図、第９図は本発明の実姉
例を適用したハンドリングロボットの手首部を揺動させ
るリンク機構図である。２・・・台座、３・・・旋回ベース、７．８・・・第１
．第２アーム、１５．１６・・・第２．第１拡大リンク
俸、１９、炎Ｏ・・・シリンダ、２５，２２．２２，２
３．２３．１１、］、１．２５・・・四節回転連鎖、２
６・・・旋回軸。賃３図３第　８　　図Ｔ　ｑ　図

Claims

【特許請求の範囲】１、台座に旋回自在に枢着された旋回ベースに第１アー
ムを揺動自在に枢着すると共に：この第１アーム上に第
２ア・−ムを揺動自在に枢着し□てな不アーム装置にお
いて、前・記旋回ベースと第１アーム間卦よび第１アー
却と第２アーム間を相対的に揺動変位させる駆動手段全
それぞれ設け、この両駆動手段の間に□その第１アーム
用駆動手段のストロークを拡大して伝達するストローク
拡大伝達機構を介在させたこと（ｉｌ−特徴とするアー
ム装置。２、ｉ官記ストローク拡大伝達機構として四節回転連鎖
を用いることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
アーム装置。　　　　　　□３、前記第１アームの支点
を旋回軸に対□し、第２アームの作用点の反対側にオフ
セットしたことを特徴とする特許請求の範囲第・１項ま
たは第２項記載のアーム装置。