JPS5918191B2 - 荷重取扱ロボツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は倉庫内等での物品の積卸しや整理のための物品
の移動或は各種の重量物や道具を支持し０ たり移動さ
せ乍ら行ラ各種の作業に用いる荷重取扱いロボットに関
するものである。

従来より上記のような荷重取扱ロボットは作業の省力化
という観点から種々提案され、また実用にも供されてい
るが、一般に構造が複雑で高価で５ あるという難があ
るほか、荷重支持部の可動範囲が比較的狭いので汎用性
に欠け、また、従来のものは特定の作業目的に応じた特
定構造を有するいわゆる専用機タイプのものが殆んどで
あるため、仮に従来品を導入したとしても、生産性或は
経済ヮ 性が低いといった難点があり、未だ各産業分野
で広く活用されるには到っていない。

本発明は上述のような従来ロボットの難点に鑑み、構造
が簡潔で荷重支持部の可動範囲が大きく、従って、荷重
支持部の構造を変更すれば各種の荷ｊ 重取扱作業を行
ラことのできる汎用性の高い荷重取扱ロボットを提供す
ることを目的としてなされたもので、その構成は、常態
に於て、垂直な第１アームの下端に水平な第２アームの
後端を、また前記第１アームに平行な第３アームの下端
を前記フ 第２アームの後端部近〈にそれぞれ枢着する
と共に、前記第２アームに平行な第４アームの先端を前
記第３アームの上端に、また第４アームの後端側を前記
第１アームの上端にそれぞれ枢着して成るアーム機構を
前記第２アームの先端と第４アー・ ムの後端とを結ぶ
仮想線分の前記第１アームとの支点部に於て、支柱等に
旋回可能に吊下したブラケット等による機構に固定枢着
する一方、前記機筐には、棒状体、溝状体等の水平ガイ
ドを設けると共に出力端にチエーンを具えた駆動源を装
着し、前記水平ガイドに、該ガイドに沿つて摺動動する
ロール等の摺転動部材と棒状体、溝状体等の垂直ガイド
と前記チエーンを案内する中間鎖輪を垂直ガイドの下端
に具えた摺転動機構を、前記摺転動部材ケ水平ガイド面
に当接させつつ着装して前記垂直ガイドに前記第４アー
ムの後端を摺転動可能に支持させ、他方、前記第４アー
ム後端に設けた鎖輪等に前記駆動源のチエーンを前記中
間鎖輪を経由して掛け回し該チエーンの先端を前記水平
ガイドの外端側に於て機筐に固定すると共に、前記摺転
動機構に、該磯構が前記水平ガイドに沿つて移動するた
めの駆動力を及ぼす駆動源の出力端を接続し、且っ、前
記第２アームの先端に旋回可能な荷重の支持部を設けて
なることケ特徴とするものである。

次に、本発明の実施の→ＩＪを図に拠り説明する。

１は、常態に於て、垂直な向きの第１アーム、２は前記
第１アームの下端にその後端を枢着Ｐ１した水平な向き
の第２アーム、３は前記第１アームに平行且つ同長の第
３アームで、下端が前記第２アーム２の後端側に枢着Ｐ
２してある。

４は前記第２アーム２に平行な第４アームで、前端が前
記第３アーム３の上端に枢着Ｐ３してあると共に、該枢
着部Ｐ３の後方で前記第１アーム１の上端に枢着Ｐ４し
てあり、これによつて各枢着部Ｐ，〜Ｐ４が縦長の平行
四辺形を形成するパットグラフ状のアーム機構を構成す
る。

５は前記アーム機構を、第２アーム２の先端２ａと第４
アーム４の後端４ａを結ぶ仮想線分と前記第１アーム１
との交点Ｐ５に於て固定枢着５１して支持したブラケツ
ト状の機筐で、ここでは、天井Ｃから吊下した支柱Ｐに
旋回可能に支持されている。

６は該機？５の水平方向に設けたラツク６１付きの水平
ガイド、７は前記機筐５の下部後方に設けた電動機を駆
動源とする巻上機構で、その駆動力は鎖８に伝達される
ようにしてある。

９は前記水平ガイドに摺動可能に着装された摺転動機構
で、前記ガイド６のラツク６１に噛合するピニオン９１
と前記ガイド６の他の案内面に当接されるローラ９２と
によつて前記ガイド６を挟持する一方、垂直方向に形成
した溝状の垂直ガイド９３を具備し、且つ、該ガイド９
３の下端両側部′に前記鎖８を案内する中間鎖輪９４，
９４が設けてある。

而して、前記摺転動機構９は、その垂直ガイド９３１ｆ
Ｃ前記アーム機構の第４アーム４の後端部４ａに設けた
ローラ４１を案内支持すると共に、前記ローラ４１と同
軸的に設けた鎖輪９５に、前記巻上機構７の鎖８が鎖輪
９４，９４を介して掛回されている。

向、前記鎖８の先端は機筐５の下方先端部に固着８１し
てある。この結果、前記摺転動機構９は第４アーム４の
後端４ａをそのガイド９３により支持案内しつつ、機筐
５の水平ガイド６に沿つて移動することができ、また、
前記垂直ガイド９３に案内された第４アーム４の後端４
ａは、前記鎖８が巻上機構７により巻込み、巻戻しされ
ることにより垂直ガイド９３内での位置な変更すること
ができる。１０は前記機構９のピニオン９１の近くに設
けた亀動機で、この実施例ではその出力軸をピニオン９
１に接続してあり、該電動機１０が起動されると、該ピ
ニオン９１が水平ガイド６のラツク６１上を転動し、摺
転動機構９全体が水平ガイド６に沿つて自走できるよう
にしてある。

１１は機筐５の旋回駆動源となる雷動機で、ここでは機
筐側に取附けその出力軸のピニオン１１ａが支柱の囲り
に形成したラツク１２上に転動することにより、前記ア
ーム機構を具えた機筐５全体が支柱Ｐの中心に自動的に
旋回できるようにしてある。

向第１図中１′は第１アーム１に平行な第１副アーム、
２′は第２アーム２１ＩＣ平行な第２副アームで、枢着
部Ｐ１に於て、両副アームは連結リンクＪを介して接続
され、且っ、第１副アーム１′の上端は機筐５に固定枢
着５２され、また、第２副アーム２′ の先端部２ａ′
は第２アーム２の先端２ａにリンク２２を介して接続さ
れている。

１３は前記第２アーム２の先端部に旋回可能１３ａに設
けた荷重の支持部で、この支持部１３け作業すべき仕事
に応じ任意構造のつかみ具等を交換可能に取附けること
ができる。

以上により本発明による荷重取扱ロボツトの一例を構成
するが、本発明は以下に述べるような構造によつても実
施することができるから、以下、この点について説明す
る。

まず、上記実施例のアーム機構は、各枢着点Ｐ１〜Ｐ４
が縦長の平行四辺形リンクを形成し、且つ、第２アーム
２の先端２ａが負荷点、第４アーム４の後端４ａが力点
、前記負荷点と力点とを結ぶ仮想線分と第１アーム１と
の交点Ｐ５が支点となる定比仮想槓杆を形成するから、
このアーム機構は第２図に示すアーム機構と機構的に等
価である。

第２図に於て、第１図と同一符号の部材は第１図のそれ
と同一に作動する同一部材を示すか、第１図のものと異
なる点は、第３アーム３と第４アーム４との交点Ｐ３が
機筐５に固定枢着５１されると共に、第１アーム後端１
ａか力点に形成されており、また、第３副アーム３′が
設けられる点である。而して、第２図のアーム機構が第
１図のそれと同一の作動をするのは、両者がともに平行
四辺形リンクによるパットグラフを構成しているからで
ある。

また、上記２つのアーム機構はそれ自体の平衡をとるた
め、図示しないが、平衡・くネや重錘ケ設ける。

次に、水平ガイド６には機筐５に設けた溝状のガイドや
螺子杆を用いてもよい。

これらの場合、水平ガイドに案内される摺転動機構９は
前記ピニオン９１やローラ９２が溝状ガイドに嵌装され
、また水平ガイドが螺子杆の場合には前記ピニオンやロ
ーラに代えナツト部材が用いられ、螺子杆の場合には前
記摺転動機構９の水平動が当該螺子杆に加えられる回転
によつて行われる。また、鎖８の巻込み、巻戻しは巻上
機構７によらず、例えば、流体圧シリンダのピストン杆
の出没動に関連させて行うようにしてもよい．以上のよ
うに構成される本発明ロボツトは、支持部１２に適宜動
具、或は荷物等による荷重を支持させ、該荷重を巻上機
構７の鎖８の巻込みにより適宜高さに持ち上げ、その高
さで巻上トルクと平衡させれば、前記荷重はその位置で
擬似乃至は近似無重力状態に保持されるから、電動機１
０を起動して摺転動機構９を水平動させれば、前記電動
機１０の微小出力で前後動され、また、電動機１１を起
動させれば装置全体が支柱Ｐを軸に旋回されることにな
り、前記荷重を三次元空間で自由に位置決めすることか
できるのである。

上記本発明ロボツトに於ては、荷重と平衡する出力が伝
達される第４アーム４後端の力点（図の４ａ又は１ａの
部分）がそれに掛回した鎖８を介して駆動源、実施例で
け巻上機構７の出力軸に接続され、且つ、前記力点が垂
直ガイド９３１ｆＣ案内されているから、駆動源として
は前記ガイド９３内にある鎖８の長さを変更できるもの
であれば任意に選択することもできると共に駆動源の取
附け位置も自由に選択することができて、装置の設計製
作上極めて好都合であり、また、前記鎖８の掛回しによ
つて鎖８？直接前記力点に接続したものに比べ駆動源の
出力が半分ですみ、更に、該力点の上下動が垂直ガイド
９３に案内されることによりアームの前後振れ（図の左
右方向）を防止することができるなどの効果が得られる
。

また、本発明ロボツトでは、そのアーム機構の支点とな
る部分が機筐に固定枢着されるからアーム機構自体を機
筐に強固に支持でき、作動時、アーム機構に振れや撓み
か生じるのを防ぐこともできる。

本発明は以上の通りであつて、いわゆる懐の深い個所で
の荷重を取扱うロボツトとして極めて有用である。

追加の関係 原発明（特許第１０２４４５２号、特公昭５５−１４０
３９号）では、第４アーム４の後端４ａが中間鎖輪９４
，９４を介して掛回された鎖８に支持されているだけで
あつたため、前記鎖８の伸縮により上下動することは確
保されるが、該上下動の際に前後方向（図の左右方向）
の振れが生じ易く、殊に、摺転動機構９の移動時或は、
位置決め後アーム機構の前後方向に外力が作用した場合
等に振れが生じていたが、本発明では前記摺転動機構に
垂直ガイドを形成し、前記振れの発生を防ぐようにした
ので、上記原発明におけるような現象は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施の一例を示す側面骨組図、第２図
は同じく別例の側面骨組図である。 １・・・・・・第１アーム、２・・・・・・第２アーム
、３・・・・・・第３アーム、４・・・・・・第４アー
ム、５・・・・・・ブラケツト、５１・・・・・・固定
枢着部、Ｐ，〜Ｐ４・・・・・・枢着部、６・・・・・
・水平ガイド、６１・・・・・・ラツク、７・・・・・
・巻上機構、８・・・・・・鎖、８１・・・・・・固着
部、９・・・・・・摺転動機構、９１・・・・・・ピニ
オン、９２・・・・・・ローラ、９３・・・・・・垂直
ガイド、９４・・・・・・中間鎖輪、９５・・・・・・
鎖輪、１０，１１・・・・・・電動機、１２・・・・・
・ラツク、１３・・・・・・荷重の支持部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 常態に於て、垂直な第１アームの下端に水平な第２
   アームの後端を、また前記第１アームに平行な第３アー
   ムの下端を前記第２アームの後端部近くにそれぞれ枢着
   すると共に、前記第２アームに平行な第４アームの先端
   を前記第３アームの上端に、また第４アームの後端側を
   前記第１アームの上端にそれぞれ枢着して成るアーム機
   構を前記第２アームの先端と第４アームの後端とを結ぶ
   仮想線分の前記第１アームとの交点部に於て、支柱等に
   旋回可能に吊下したブラケット等による機筐に固定枢着
   する一方、前記機筐には棒状体、溝状体等の水平ガイド
   を設けると共に出力端にチェーンを具えた駆動源を装着
   し、前記水平ガイドに、該ガイドに沿つて摺動動するロ
   ール等の摺転動部材と棒状体、溝状体等の垂直ガイドと
   前記チェーンを案内する中間鎖輪を垂直ガイドの下端側
   に具えた摺転動機構を、前記摺転動部材と水平ガイド面
   に当接させつつ着装して前記垂直ガイドに前記第４アー
   ムの後端を摺転動可能に支持させ、他方、前記第４アー
   ム後端に設けた鎖輪等に前記駆動源のチェーンを前記中
   間鎖輪を経由して掛け回し該チェーンの先端を前記水平
   ガイドの外端側に於て機筐に固定すると共に、前記摺転
   動機構に、該機構が前記水平ガイドに沿つて移動するた
   めの移動力を及ぼす駆動源の出力端を接続し、且つ、前
   記第２アームの先端に旋回可能な荷重の支持部を設けて
   成ることを特徴とする荷重取扱ロボット。