JPS59227385A - ロボツトの操縦桿構造 - 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】 この発明は、ロボットの操縦桿構造に関する。

近時隆盛を極めている産業用ロボットの多くは、プレイ
バック形のロボットであり、予めロボットを実際に初期
位置から目標位置まで動かして、通過すべき点の座標を
記憶させ、その記憶した座標点を通過するように連続的
に位置決めを行なうことで動作の再現を図っている。

ところで、このようなプレイバックロボットのティーチ
ング（教示）を行なう場合、通常釦操作のティーチング
ペンダント（ティーチングボックス）を利用しているが
、一部に操縦桿を利用するととがある。

この操縦桿は、一般に次のような操作イ１様を採ってい
る。

すなわち、握り棒を筐体内の揺動支点を中心にＸ方向、
Ｙ方向、又は両者の合成方向に揺動させて、その揺動方
向及び揺動量を筐体内のＸ、Ｙ方向の変位検出器（例え
ばポテンショメータ）によって検出し、その検出結果に
基づいて、ロボットの先端を握り棒の揺動力向にその揺
動量に応じた速度で動かすようにしている。

ところで、通常、ロボットは、３次元空間で動かすもの
であり、１つの操縦桿でロボットの先端をそのように動
かすためには、前述のような操縦桿に新たにＺ方向の移
動情報を得るための機構が必要である。

そこで、この発明においては、このような機構を前述の
ような操縦桿に、容易にしかも操作し７易いように付加
し得るロボットの操縦桿構造を提供することを目的とす
る。

そのため、この発明によるロボットの操縦桿構造におい
ては、筐体に立設した軸部材と、この軸部材の軸方向に
摺動可能に設けた握り部材と、この握り部材と軸部材と
の間に設けられ、握り部拐をその摺動範囲における予め
定めだ基準位置に向って復帰伺勢する弾性部材と、握シ
部材又は軸部材の一方に設けられ、握シ部材が基準位置
に復帰している時にのみ握り部材又は軸部材の他方に設
けたロック穴に嵌合するロック部側と、このロック部材
をロック穴から退避させるロック解除部材と、軸部材を
立設した筐体内に設けられ、握り部材の基準位置からの
摺動変位を検出する変位検出器とからなる。

以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

先ず、第１図を参照して、この発明を適用したロボット
の操縦桿の概要を説明する。

同図において、筐体１に立設した軸部材２には、握９部
材３を軸部材２の軸方向であるＺ方向に摺動可能に設け
ている。

そして、この握シ部材３は、後述する骨性部材。

ロック部材及びロック穴に作用により握り部拐３の摺動
範囲における予め定めた基準位置としての中間位置Ｐｚ
に位置してロックされており、この握り部材３を握ると
共に、やはり後退するロック解除部材を操作してロック
を解除した後、握り部拐３を＋２方向に引っばるか−Ｚ
方向に押して、その方向に中間位置Ｐｚから摺動させる
と、その摺動変位（摺動方向及び摺動量）が筐体１内に
設けた後述する変位検出器によって検出される。

そして、摺動させた握り部材３から手を離すと、握９部
材３は弾性部材の作用によって中間位置Ｐｚに自動的に
復帰して、この中間位置Ｐｚでロック部材及びロック穴
の作用によりロックされる。

また、握り部材３を握って、軸部材２を筐体１内の揺動
支点を中心に、Ｘ−Ｙ平面内における±θＸ方向、±θ
Ｙ方向、又は夫々の合成方向に揺動させると、その揺動
方向及び揺動量が筐体１内に設けた２つの変位検出器に
よって検出される。

しだがって、握シ部側３を握って、ロック解除部材を操
作した後、握り部材３を所望の各方向に操縦すれば、そ
の動きに応じた空間ベクトルデータ（摺動及び揺動方向
並びに摺動及び揺動量）を３つの変位検出器から得るこ
とができ、この空間ベクトルデータを利用すれば、ロボ
ットの先端を３次元空間において握シ部拐３の操縦方向
に対応させて動かすことができる。

次に、第２図以降を参照しながら、この発明によるロボ
ットの操縦桿構造の一実施例を説明する。

第２図は、この発明の一実施例を示す正面図であシ、第
１図と対応する部分には、同一符号を付しである。

第２図において、軸部材２にその軸方向に摺動可能に設
けた握り部材３の上部外周には、滑り止め用の溝３ａを
設けである。

ロック部材であるロックピン４は、握り部拐３に固定し
た支持片５に軸６により回動自在に枢支されたレバー７
と、このレバー７の一端部７ａと握り部材３との間に介
挿され、レバーＩに右旋習性を付与するスプリング８と
の作用によって、握り部材３に設けた透孔を介して常時
軸部材２の外周面を押圧しており、握り部材３が中間位
置Ｐｚに復帰している時にのみ、軸部材２に設けた後述
するロック穴に嵌合して、握り部材３を中間位置Ｐｚで
軸部材２にロックする。

握り部材３の上端面から突出したロッド９の端部には、
押し釦１０を取り付けてあり、この押し釦１０を押して
ロッド９を握り部材３内に引き込むと、後述する機構に
より駒部側１１が握り部材３内にやはシ引っ込み、それ
によってこの駒部材１１に一端が回動自在に枢支されて
いるレノ＜−７がスプリング８に抗して軸６を中心に左
旋して口ツクビン４がロック穴から退避するため、握り
部材３のロックが解除される。

なお、１２はメモリスイッチであり、このメモリスイッ
チ１２をオンすると、そのオン時のロボット各軸の位置
データが図示しないメモリに取り込まれる。

次に第３図及び第４図を参照しながら、軸部材２と握り
部材３の取付構造に就で主に説明する。

両図において、軸部材２は、筐体１に、この筐体１内の
揺動支点Ｏを中心に±θＸ方向及び両方向に直交する方
向（第１図の±θＹ方向）並びにそれ等の各方向の合成
方向に揺動自在に立設してあり、±θＸ方向に揺動する
と、１１ｍ＋１３がその揺動に応じて回転して、図示し
ないＸ方向用の変位検出器（例えばポテンショメータ）
を作動させる。

また、±θＹ方向に揺動すると、軸部材２の小径部２ａ
に係合している係合部材１４がその揺動に応じて回動し
て軸１４ａが矢示方向に回転し、それによって図示しな
いＹ方向用の変位検出器を作動させる。

なお、この軸部材２は図示しない復帰機構によって図示
のイニシャル位置に復帰するようになっているが、この
復帰機構及び上記の揺動機構は、直接この発明に関係し
ないので、その詳細を省略する。

カップ状の握シ部材３は、軸部材２のカップ部２ｂの外
周に摺動可能に嵌挿してあり、握り部材３に同軸的に固
定した長軸１５は、軸部材２にねじ１６によってやはり
同軸的に固定した中空軸１７内−に遊嵌している。

第１のリング部材１８は、中空軸１７の上端部に固着さ
れておシ、握シ部材３の内周面に対しては摺動可能とな
っている。

第２のリング部材１９は、握り部材３内の図示の位置に
固着されており、中空軸１７の外周面に対しては摺動可
能となっている。

第１のリング部材１８に下向きに固定したロッド２０及
び中空軸１７に設けたフランジ部１７ａに上向きに固定
したロッド２１は、夫々第２のリング部材１９に設けた
貫通孔１９ａに摺動可能に嵌挿している。

なお、両図には現われないが、第１のリング部材１８及
びフランジ部１７ａには、夫々ロッド２０．２１と９０
°位相の異なる位置にもう１体ずつのロッドを設けてあ
り、これ等のロッドも第２のリング部材１９に設けた貫
通孔に摺動可能に嵌挿している。

そして、第１のリング部材１８と第２のリング部材１９
における貫通孔１９ａ内の段部１９ｂとの間、すなわち
軸部材２と握り部材３との間のロッド２０のまわりには
、コイルスプリング２２を装着しである。

同様に、中空軸１７のフランジ部１７ａと第２のリング
部材１９における貫通孔１９ａ内の段部１９ｂとの間、
すなわち軸部材２と握シ部材３との間のロッド２１のま
わりには、コイルスプリング２３を装着しである。

ただし、コイルスプリング２２の方は、第１のリング部
材１８側にのみ係着してあり、コイルスプリング２３の
方は、フランジ部１７ａ側にのみ係着しである。

また、両コイルスプリング２２．２３は、握り部材３の
下端が中間位置ＰＺに位置している時に略自然長（無負
荷状態）になる。

したがって、握シ部材３を中間位置Ｐｚから上側（第１
図の＋Ｚ方向）に引き上げると、コイルスプリング２２
の方が圧縮され（第３図は、握り部材３の摺動上限）、
握９部材３を解放すると、コイルスプリング２２の復元
力によって握り部材３は中間位置Ｐｚに向って復帰下降
する。

逆に、握シ部材３を中間位置Ｐｚから下側（第１図の一
２方向）に押し下げると、コイルスプリング２３の方が
圧縮され（第４図は、握り部材３の摺動下限）、握シ部
材３を解放すると、コイルスプリング２３の復元力によ
って握り部材３は中間位置Ｐｚに向って復帰上昇する。

そして、この握シ部材３が上記のように操作されると、
長軸１５もその動きに同動するため、長軸１５の先端部
に形成した丸ラック１５ａに噛合するビニオンギア２４
が握シ部材３の動きに応じて回転する。

そして、このピニオンギア２４は、軸部材２の下端にね
じ締めしたブラケット２５に取り伺けだＺ方向用の変位
検出器（例えばポテンショメータ）２６０回転軸２６’
ａに固着されているだめ、この変位検出器２６によって
握り部材３の中間位置Ｐｚからの摺動変位（摺動方向及
び摺動量）を検出できる。

なお、コイルスプリング２２．２３の解放端も、夫々第
２のリング部材１９における貫通孔１９ａの段部１９ｂ
に係着しても良い。

また、両図には現われない２つのロッドのまわりにも、
コイルスプリングを装着しである。

さらに、握り部材３の下端部に固定したピン２７は、軸
部材２のカップ部２ｂに設けた長溝２ｃ内に突出して握
り部材３の抜は止及び回り止めの作用をなしている。

次に、第５図及び第６図を参照しながら、ロック及びロ
ック解除機構の構造に就て説明する。

両図において、押し釦１０を取り付けたロッド９は、第
１のリング部材１８の切欠溝１８ａを介して第２のリン
グ部材１９に設けた貫通孔１９Ｃ内に摺動可能に嵌挿し
ており、その先端は第２のリング部材１９とロッド９の
フランジ部９ａとのロッド９のまわりに装着したコイル
スゲリング２８の作用によって通常貫通孔１９Ｃから突
出しない位置にある。

駒部材１１は、レバー７の一端に軸２９によって回動自
在に枢支されているだめ、握り部材３の下端が中間位置
Ｐｚに復帰していて、ロックピン４が軸部材２のカップ
部２ａに設けたロック穴２ｄ内に嵌合していると、第２
のリング部拐１９に設けた横穴１９ｄ及び握り部材３に
設けた透孔３ｂから第５図に示す位置まで出ている。

押し釦１０を第６図に示すように、コイルスプリング２
８に抗して押して、ロッド９を押し下げると、ロッド９
の先端が貫通孔１９ｃから突出して、駒部材１１に設け
たカム面１１ａを押すため、駒部材１１は横穴１９ｄ内
の第６図に示す位置まで引っ込む。

駒部材１１が第６図に示す位置まで引っ込むと、レバー
７が軸６を中心にスプリング８に抗して図示の位置まで
左旋するだめ、ロックピン４に回動自在に係合している
レバー７の他端に設けた球状部７ｂの作用によって、ロ
ックピン４がロック穴２ｄから退避して、ロックが解除
される。

そして、このロック解除状態で握り部側３を前述したよ
うに引き上げるか、押し下げれば、その操作量が第３図
及び第４図に示しだ変位検出器２６によって検出される
。

そして、押し釦１０から指を離した状態で、握り部材３
を手動で中間位置Ｐｚまで戻すか、握シ部材３から手を
離してコイルスプリング２２又は２３（第３，４図参照
）の作用により握り部側３を自動的に中間位置Ｐｚまで
戻すと、ロックピン４がレバー７及びスプリング８の作
用によってロック穴２ｄに嵌合して握り部材３が軸部材
２にロックされる。

なお、変位検出器２６及び他の２つの変位検出器の検出
結果は、ロボットの先端を動かす方向及び速度を決める
だめのデータとして用いるものとする。

また、第５図及び第６図において、メモリスイッチ１２
は、押し釦１２ａとりミツトス・イツチ１２ｂとによっ
て構成してあり、３０は中空軸１７に第１のリング部材
１８を固定するだめのねじで、３１は握シ部材３に第２
のリング部側１９を固定するだめのねじである。

さらにまだ、上記実施例では、握り部材側にロック部材
を、軸部材側にロック穴を夫々設けた例に就で述べたが
、両者の関係を逆にしても良く、又ロッド９．押し釦１
０．及びコイルスプリング２８等は必らずしも設ける必
要はなく、単に駒部材１１を外側から押すことによって
ロツ、クピン４をロック穴２ｄから退避させるようにし
ても良い。

以上述べたように、この発明によれば、従来のＸ、Ｙ方
向用のロボットの操縦桿に２方向の機能を最適に付加す
ることができ、そのＺ方向の機能をも付加した操縦桿を
用いれば、ロボットを操縦桿の操作に対応して動かすこ
とが可能になるため、ティーチング作業が非常に簡単に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明を適用したロボットの操縦枠の概要
説明に供する模式図、 第２図は、この発明の一実施例を示す正面図、第３図及
び第４図は、夫々軸部材２と握り部材３の取付構造を説
明するだめの両者の各々異・　　　なる摺動位置関係を
示す断面図、第５図及び第６図は、夫々ロック及びロッ
ク解除機構の構造を説明するための各々異なる状態を示
す断面図である。 １・・・筐体　　　２・・・軸部材 ３・・・握９部材　４・・・ロックピン（ロック部材）
２２．２３・・・コイルスプリング（弾性部拐）２６・
・・変位検出器 第１図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　筐体に立設した軸部材と、この軸部材の軸方向に摺
   動可能に設けた握シ部材と、この握り部材と前記軸部材
   との間に設けられ、前記握り部材をその摺動範囲におけ
   る予め定めた基準位置に向って復帰付勢する弾性部材と
   、前記握り部材又は軸部材の一方に設けられ、前記握り
   部材が前記基準位置に復帰している時にのみ前記握り部
   材又は軸部材の他方に設けたロック穴に嵌合するロック
   部材と、このロック部材を前記ロック穴から退避させる
   ロック解除部材と、前記筐体内に設けられ、前記握り部
   材の前記基準位置からの摺動変位を検出する変位検出器
   とからなるロボットの操縦桿構造。