JPS5937077A - 関節型ロボツトの駆動機構 - Google Patents

関節型ロボツトの駆動機構

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JPS5937077A
JPS5937077A JP14709582A JP14709582A JPS5937077A JP S5937077 A JPS5937077 A JP S5937077A JP 14709582 A JP14709582 A JP 14709582A JP 14709582 A JP14709582 A JP 14709582A JP S5937077 A JPS5937077 A JP S5937077A
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JP
Japan
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arm
gear reduction
shaft
reduction device
ring
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JP14709582A
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JPS637918B2 (ja
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辰巳 恭夫
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Daifuku Co Ltd
Daifuku Machinery Works Ltd
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Daifuku Co Ltd
Daifuku Machinery Works Ltd
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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、関節型ロボット、即し垂直軸6廻りに旋回す
る力1回基台と、このh1回基台」−に設けられ且つ夫
々互いに平行な水平軸心廻りで折曲回動自在に結合され
た第一アーノ8、第二アーム、及び手首アームから成る
関節アーム手段とを備えた関節型ロボットの駆動機構に
関し、アーム等被動都を駆動するモーターは関節アーム
手段の基tjl側に配置して関節アーム手段駆動時の慣
性モーメントを小さくし乍ら、歯車減速装置4.を被動
部に近い位置に配置して高精度のアーノ・駆動を容易t
よらしめんとするものである。
以下、本発明の一実施例を添付の例示図に基づいて説明
すると、第1図に於゛ζ、1は据え付は基台、2は垂直
軸心5の7j回りに旋回する旋回基台、4は該旋回基台
2」−に設けられたIフ1節ア−ノ、1一段である。こ
の関節アーム手段4は、旋回基台2に対し゛(水平軸心
5の廻りて回動自在に内端を軸支された第一アーム口と
、この第一アーム6の外端−側部に水平軸心7の廻りで
回動自在に軸支された第二アーム8と、第二アーム8の
りI 0&−側RB (前記第一・アーム6が位置する
側)に水平軸心9の廻りで回動自在に軸支された手首ア
ーム1oとを備えており、が1記手首アーム10には、
水平軸心9に対して直角な軸心11の廻りで自転する手
首本体12が設けられζいる。尚、前記各水平軸心5.
7.9は互いに平行である。
第2図及び第3図に示すように1);1間流回基台2は
、円筒状の据え付は基台1の」1端に外嵌した状態で軸
受15により旋回可能に支持されている。
14は旋回基台駆動用モーターであっC1据え付は基台
1内に垂直軸心6と同心状態に支持され、その土向きの
出力軸14aには歯車減速機15(ハーモニック減速機
等)の人力軸15aが結合され、該歯車減速機15の上
向き出力軸15bがnil記旋開旋回基台2−スプレー
12aに固定されている。16は、据え付は基台1内に
立設され且−〕前記モーター14を内包するモーター支
持用円筒体であって、この円筒体16の上端に付設され
且つ前記歯車減速機15を内包する円錐筒状部材17が
、ブラケソ118を介して前記モーター14を吊り下げ
ると共にMll両歯車減速R15入出力軸15a、15
bを軸受19により支承する。
従っ′(、モーター14の出力軸14aの回転は、歯車
減速機15によっ°ζ減速された状態で旋回結合2に伝
達され、旋回基台2が据え付は基台1に対して垂直軸心
6の廻り°(回転・liLめられることになる。
20は第一・アーム駆動用モーターであって、前記旋回
基台2内のハースプレー12a上に、前記垂直軸心6に
接近した状態で据え付けられている。このモーター20
の出力軸20aは、歯付きベル1車21.22及び歯付
きベル125を介し゛ζ由車減速装置24の中央入力軸
24aと連動連結され°(おり、該歯車減速装置24は
水平軸心5と同心状態に配置され、その外側固定リング
24bがh1回基台2の=L部に突設された軸受部25
に支持されると共に、リング状出力回転体24cが第一
ブー1.6の一側部に固定されζいる。
従って、モーター20の出力軸20aの回転は、歯付き
ベル1車21.22及び歯付きベルト26を介し“(歯
車減速装置24の中央人力軸24aに伝達され、この装
置24によっ′ζ城連された後、リング状出力回転体2
4cより第一’y−ムロに伝達され、この第一アーム6
が旋回基台2に対して水平軸心5の廻りで回転せしめら
れることになる。
26は、水平軸心5と同心状態に配置された手首アーム
駆動用モーターであって、前記歯付きベル1車22をカ
バーするブラケット27を介し゛ζ前記軸受部25に支
持されCいる。このモーター26は、その出力軸26a
に連結された歯車減速機(ハーモニック減速機等)28
及び回転軸29を介して無端チェノ!10を駆動する。
0:1記回転軸29は、前記歯車減速装置24の中央入
力軸24a内を日通ずる状態で、第一アーノ、6の二股
状内端部間に位置するように旋回基台2上に突設された
中実軸受部′51とO:■記モーター支持用ブラリソ1
27とに両端を支承され、一端は前記歯車減速機28の
出力回転体28aに結合され゛(いる。前記無端ヂエン
60は前記第一アーム6の−・側部に張設され、前記回
転軸29の内端に固定された歯輪′62と、第4図及び
第5図に示すように第二アーム8の回動中心ぐある水平
軸心7と同心状態の歯輪53との間に掛張されている。
この歯輪i53は、第二アーム8に水平軸心7と同心状
態に固定され且つ第一アーム6側に突出する筒軸64に
回転自在に支承されている。?55は第二アーム8の−
・側部に張設された無端ヂエンであっ゛(、歯輪ろ6.
37間に掛張され゛(いる。11;1記11輪36は前
記歯輪53と一体に形成され、1iil記歯輪57は、
前記手首アーム10に固着され]1−〕水平軸心9と同
心状態で第二アーム8の夕)端部に支承されている筒軸
38に固定され゛(いる。
従って、モーター26の出力軸26aの回転は、山車減
速機28によっ゛(減速された状、聾で、回転軸29、
歯輪32、無端チェノ50.12〕輪55.36、無端
ヂエン′55、及び歯輪′57を経由し′(筒袖58に
伝達され、手首アーム1oが第一アーム8に対し゛(水
平軸心9の廻りで回転uしめられる。
第2図に於゛ζ、6?は手首本体駆動用モーターであっ
て、その出力軸′59aに連結された山車減速機(ハー
モニック減速機等)40及び回転軸41を介して無端ヂ
ュン42を駆動する。前記回転軸41は第一アーム6の
回転中心である水平軸心5と同心状態で、MiJ記旋回
基台2がら上向きに突設された軸受部43と前記中実軸
受部51とに両端が支承され、外端が前記歯車減速機4
0の出力回転体40aに結合されている。前記モーター
39と歯車減速機40は、前記軸受845に固定された
ブラゲノト44に水平軸心5と同心状態で支持され−(
いる。尚、第一アーム6の二股状内端部の内、中実軸受
部31と軸受部25との間に遊嵌−4る端部は、が1記
のように歯車減速装置24を介して回転軸29に支承さ
れているが、中実軸受部61と軸受部45との間に遊嵌
する側の端部はn;1記回転軸41に直接支承されてい
る。l1il記無端=y−エン42は第一アーム6の前
記無端チェノ′50のある側とは反対の側に張設され、
n;I配回転軸41に固定の歯輪45と、第4図及び第
5図に示すように前記水平軸心7と同心状態の歯輪46
との間に掛張されている。この歯輪46は、前記筒軸6
4内を貫通ずる状態で第一アーム6と第ニアーノ・8と
にわたっ−(支承された回転軸47の第一・アート側端
部に固定され−ζいる。48は、第一アーム8の前記無
端チェノ55のある側とは反対の側に張設された無端ヂ
エンであって、前記回転軸47の第二アーム側端部に固
定された歯輪49と、前記筒袖68内に同心状に支承さ
れた回転軸50の一端に固定の歯輪51との間に掛張さ
れている。
前記回転軸50は、nil記手6本体12の駆動軸52
と傘歯車53.54を介し′ζ連動連結する。
従って、モーター6?の出力軸59aの回転は、歯車減
速機40によって減速された状態°C1回転軸41、歯
輪45、無Og1チー・ン42、歯輪46、回転軸47
、歯輪49、無端リヱン48、歯輪51、回転軸50、
及び全歯’1E53.54を介して手首本体駆動軸52
に伝達され、手首本体12か平岐γ−〕・10に対して
軸心11の廻り゛C回回転しめられるごとになる。
第3図に於て、55は第二アーム駆動用モーターであっ
゛(、第一・アーム6が図示のように下動限位置まで水
平軸心5の廻りで回動したとき、水平軸心5の略真上に
位置するように、第一アーム6の内端」−側部に、その
出力軸55aが水平軸心5と平行になる状態ご据え付け
られ“(いる。このモーター55の出力軸55aは、第
一アーノ、6の中間位置に支承された中間回転軸56と
、i!lj付きベル1車57.58及び歯付きベルト5
9を介し−(連動連結し、n:1記中間回転軸56は、
第5図に示すように歯車減速装置60の中央人力軸60
aと、歯付きベルI車61.62及び歯付きヘルド65
を介して連りJ連結し゛(いる。前記歯車減速装置60
は、その中央人力軸60a内をiTI記水平軸心7と同
心状の回転軸47が貫通Jる状態で第一アーム6の外端
内部に支承され、その外側固定リング60bは第一・ア
ーム6に固定され、リング状出力回転体60cは第ニア
ーノ・8側に固定の筒軸64の拡径筒部34aに固定さ
れている。
iM ッ′(、モーター55の出力軸55 a o)回
転は、歯付きベルト車57.58及び由付きベル15?
を介し゛(中間回転軸56に伝達され、更に歯付きヘル
ド車61,62及び歯付きベル163を介して歯車減速
装置ili’、60の中央人力軸60aに伝達され、当
該装置60によって減速された後、そのリング状出力回
転体60cより筒袖′54に伝達され、第ニア−1,B
が第・アーノ66に対して水平軸心7の廻りで回転uし
められるごとになる。
第3図に於て、64はスプリンクハランサ=−であって
、旋回基台2に略土下刃向に固定されたシリンダー65
と、このシリンダー65内に慴9)I ’1−IJ能に
内装され11つ主:Iイルスプリング66によって下向
きに(J Cilされたビス1ン67と、このビス1ン
67から上向きに突設されたし’ y M 68と、ビ
スエン67の上昇行程の終盤に於(圧縮作用を受ける副
コイルスプリング69とから構成されている。70は、
第一γ−ムロの回転中心(ある水平軸心5の廻りで回転
自在な回転リングてあっ°ζ、第2図に示すように歯車
減速装置24のリング状出力回転体24c上に回転自在
に遊嵌せしめられている。この回転リング7oには、歯
輪の−・部分を利用したチェンガイド71が突設され“
(おり、このヂエンガイl’ 71の上端に一端を係止
したチ二ン72の他端を、このチェンガイド71」二に
該ヂエン72を乗せた状態で前記スプリングバランサー
64のロッド68に係止さぜると共に、前記回転リング
70に同心状に形成した長孔73内に、第2図に示すよ
うに第一アーム6の側面から突設したピン74を遊嵌し
ている。そし°(、第一・アーム6が、垂直に起立する
位置より約30゛後方に倒れた」二動限位置へから約6
0゛前力の中間位置Bまで、略ai+後方向の回動範囲
[71にh6゛(回動するときは、回転リング70か仮
想線で示すように、ヂエンガイド71の下端がh1回基
台2−にに当接Jる戻り限に於て停止したままで、ピン
74が長孔75内をa位置からb位置までの回動@ l
JH「lで遊動し、第・アーム6が、前記中間位置Bか
ら略水平の下動限位置Cまで、略」−下方向の回動範囲
R2に於て回動するときは、ピン74が長7L73の上
端に当接し゛(、b位置からC位置までの回動怖聞r2
に於゛ζ回転リング7oを図の時開方向に回動さ「、ヂ
エン72、LI]168、及びビス1ン67を介し゛ζ
主二1イルスプリング66を圧縮さυるように構成され
ている。
従っ一ζ、第一7−ノ・6が略+’+il tk力向の
回動範囲IぐI内を回動するときは、スプリングバラン
サー64は作用−υず、第一アーノ、6が粘土下方向の
回動@囲R2内を回動し゛(いるときのみ、中間位置B
から下刃への回転角に比例し゛(スプリングバランサ−
64の主コイルスプリング66が圧縮され−、その反力
が、出力によっ′ζ第一アーム6に作用する下向きの回
転力を打ら消ず方向に、即ら第一アーム持ら土げ方向に
作用し、この第一・アーム6を回動させるモーター20
に掛る負荷を軽ixする。尚、第一アーl、6が下動I
Iυ位置Cに到達−4る少し前から下動限位置Cに到達
する表での回動範囲内にあるとき、I!11も出力によ
って第一・アーム6に作用する下向きの回転力が最大と
なる領域に於ては、主:lイルスプリング66だけでな
く副コイルスプリング69も圧縮され、第一アーム6に
作用する持ら土げ力が増強される。
以」−のように構成された関節型ロボットによれば、モ
ーター14によって行わピる旋回基台2の垂直軸心3廻
りの旋回動作と、モーター2oにょっ4行わUる第一・
アーム6の水平軸心51!Iりの回転動作と、モーター
55にょっ”ζ行わlる第二アーム8の水平軸心7廻り
の回転動作と、モーター26によっ゛(行わ「る手首ア
ーム1oの水平軸心9廻りの回転動作と、モーター69
にょっ4行ゎUる手相本体12の軸心11廻りの回転1
l11″Iとを適宜矧み合「るごとにより、手首本体1
2に取付Jyられた各種L1ホノ1ハン1′を任意の位
置から他の任意の位置へ任意の経路にhう゛(移動させ
、当該[1ホノ)ハシt′による所期の作業を行わυる
ことか出来る。
本発明の関節!1′+ロボット駆動機構は以上のよ・)
に実施し使用し得るものであって、その最大の特徴は、
関節アーム手段のアーノ、の内、少なくとも1つのアー
ム(以下、特定アームと云う。実施例では第一・アーノ
・6及び第ユγ−)・8)の回動中心と同心状態に、中
央人力軸と同心のリング状出力回転体を備えた山車減速
装置I!2(実施例の山車減連装WI24,60)を配
置し、この歯車減速装置よりも旋回基台側に離し゛ζ設
置した特定アーム駆動用モーター(実施例のモーター2
0.55)と前記歯車減速装置の中央入力軸とを巻(l
)伝動手段(実施例の歯4=Jき−・ル123を利用し
た伝動手段、及び由付きベル)59.63を利用した伝
動手段)にJ−り連動連結し、n:1記歯車減速装置の
リング状出力回転体を前記特定アームに直結し、この山
車jiV:速装瞳の中央人力軸内を相対回転自在に貫通
支持さUた回転軸(実施例の191転軸29.47)を
、この回転軸よりも関節アーム手段の先端側にある他の
アーノ、等被動部(実施例の−1−117−)、10、
手首本体12)への回転力伝達中継軸に利用した点にあ
る。
このような本発明の構成によれば、重量の大tよるモー
ターは旋回基台又はこれに近い位置に配置されるので、
当該モーターが被動部に近い位置に配置される場合に比
べ゛C関節アーム手段駆動時のIFI !tモモ−ン1
が小さくなり、モーターの小容量化が図れると共に制御
が容易になる。しかもこのモーターに歯車減速装置を直
結するのでは1(<、当該歯車減速装置は被動部である
アームの回動中心に直結されるので、減速された後の低
速回転を伝達する巻掛伝動手段が皆無となり、高精度の
アーム駆動が可能となる。更に、この歯車減速装置の中
央人力軸を貫通ずる回転軸を経由さU゛ζ他のアーノ・
等被動部への回転力伝達を行わせるの°C1関節アーノ
・手段の関節部に歯車減速装置が配置されるにも拘わら
ず、当該関節部をコンバク1に構成し得ると共に、アー
ムを前記回転力伝達中、IIセ軸を利用して頑丈に支承
し得る。
尚、実施例では第一アーム6と第二アーム8の駆動機構
とし゛ζ本発明の構成を利用したが、何れか一方にのみ
利用しても良いし、手誼アーノ・10の駆動機構として
利用することも出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図は全体の斜視図、第2図は旋回基台周りの縦断正
面図、第3図はスプリングバランサー周りの縦断側面図
、第4図は関節アーム手段の側面図、i15図は同一部
横断平面図゛(ある。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 垂直軸6廻りに旋回Jる旋回基台と、この旋回基台」二
    に設けられ月つ夫々互いに平行な水平軸心廻りで折曲回
    動自在に結合された第一アーム、第二アーム、及び手灯
    アームから成る関節アーム二丁段とを備えた関節型ロポ
    ソ]に於゛ζ、前記各種アームの内、少なくとも1つの
    アーム(以下、特定アームと云う)の回動中心と同心状
    態に、中央人力軸と同心のリング状出力回転体を備えた
    歯車減速装置を配置し、この歯車減速装置よりも旋回基
    台側に離し゛ζ設置した特定アーノ・駆動用モーターと
    前記歯車減速装置の中央人力軸とを巻掛伝動手段により
    連動連結し、前記歯車減速装置のリング状出力回転体を
    前記特定アームに結合し、この歯車減速装置の中央人力
    軸内を相対回転自在に貫通支持さげた回転軸を、この回
    転軸よりも関節アーム手段の先端側にある他のアート等
    被動部−・の回転力伝達中継軸に利用した関節型ロボノ
    1の駆動機構。
JP14709582A 1982-08-24 1982-08-24 関節型ロボツトの駆動機構 Granted JPS5937077A (ja)

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JP14709582A JPS5937077A (ja) 1982-08-24 1982-08-24 関節型ロボツトの駆動機構

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JPS5937077A true JPS5937077A (ja) 1984-02-29
JPS637918B2 JPS637918B2 (ja) 1988-02-18

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954043A (en) * 1987-11-17 1990-09-04 Mitsubishi Jukogyo K.K. Balance mechanism of an industrial robot
JPH02110488U (ja) * 1989-02-20 1990-09-04

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954043A (en) * 1987-11-17 1990-09-04 Mitsubishi Jukogyo K.K. Balance mechanism of an industrial robot
JPH02110488U (ja) * 1989-02-20 1990-09-04

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