JPS597592A - 産業用ロボツトのテレスコピツク・トランスフア装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、特に産業用四ボンドのためのテレスコピック
・トランスファ装置に関する。

〔従来技術〕

産業界において、産業用ロボットは、ますます重要視さ
れておシ、その開発が、ますます、盛んに行われている
。この種の四ポットの構造における基本要素の１つは、
線形並進運動を行い得るテレスコピック・トランスファ
装置である。複数のこの種の装置を異なる角度に配置し
て使用すれば。

すべての変位運動（例えば、１つの個所から別の個所へ
の対象の移動）を実現できる。更に、テレスコピック・
トランスファ装置自体が、その軸線のまわ夛に回転でき
れば、変位運動の自由度が増加し、従って、ロボットの
敏捷性も向上する。

〔発明の概要〕

本発明の目的は、産業用ロボットの基本要素を　　　′
構成でき、装置の信頼性、変位（並進および回転）・の
制御精度、構造の簡潔性および低廉さに関して特に優れ
たテレスコピック・トランスファ装置を提供することに
ある。更には、特に、テレスコピックアームの端部に設
けたロボットヘッドの操作電源およびまたは空気圧源の
大部分が装置内部に設けであるので、装置は、極めてコ
ンパクトであυ、特に実用的である。アームの可動端の
ストロークおよび変位速度は大きく、実施せる運動の伝
達は容易である。

本発明に係るテレスコピック・トランスファ装置は、相
互にテレスコピンクに摺動す石少くとも２つの管状機構
と；主配管状機構の中心軸線に平行に何れかの方向へ交
互に上記管状機構の１つを確実に駆動する少くとも１つ
の電動機と、第１機構が、装置の固定支持部材に関して
距離ｄだけ上記電動機によって駆動された際に、第２機
構が。

上記＠１機構に関して同一距離ｄだけ同一方向へ駆動さ
れるよう、上記管状機構を相互に結合する手段（例えば
、駆動プーリまたは歯車、遊動プーリまたは歯車、上記
支持部材の固定点に結合したベルトまたはケーブル）と
から成る装置駆動手段と：を有する４ことを特徴とする
。

好ましい実施例では、上記の装置駆動手段は。

上記管状機構の１つに少くとも１点において結合し上記
管状機構の中心軸線に平行に張った交互に変位可能なス
トランドを有するケーブル、ベルトまたは同様のものを
含む。

上記管状機構の上記結合手段は、同じく、上記第１管状
機構に設けた２つのプーリまたはホイールの間に実質的
に上記機構の全長にわたって延びる２つのストランドを
形成する緊張されたケーブルまたはベルトから構成する
のが好ましい。この場合、上記ケーブルまたはベルトの
１つのストランドは、上記第２管状機構の１点に固定し
、別のストランドは、装置の支持部材の固定点に固定す
る。

上記第２管状機構は、第１機構の内部に摺動自在に設置
するのが好ましい。

上記の構成特徴によって、外側の第１管状機構の確動ス
トロークｄを制御してストローク２ｄを正確に制御でき
るテレスコピンク装置を容易に構成できる。

本発明の別の特徴にもとづき、第１管状機構内の第２管
状機構の摺動案内は、第１管状機構の内部に取付けてあ
って、上記第２管状機構の外壁に設けた平坦部分から成
る走行路上を転勤するローラによって行う、装置の支持
部材内の第１管状機構の摺動も、同様の案内機構によっ
て実現できる。

上記条件において、第２管状機構のスペース内で所定の
正確な角度の回転を行うことができる。しかしながら、
管状機構の断面は、設計が容易なよう１円形とすること
ができる。

本発明の別の特徴にもとづき、第２管状機構の端部から
操作する電気式および空気圧式作動手段は、可撓性導管
から情報の供給を受ける。これらの導管は、挿入点にお
いて装置の支持部材の底部に固定してあ）、上記第２管
状機構の内部および上記第２管状機構の外部を通シ、上
記第１管状機構の他端において方向変更プーリまたは同
様のものを通過する。この種の構成によって、テレスコ
ピッファーの内部を供給導管を通すことができ。

多くの公知の構成における如く、大きなスペースを占有
し且つ損傷を受は易い外部ケーブルによる供給を回避で
きる。

本発明の別の特徴にもとづき、第１管状機構は。

上記支持部材に結合した軸受に回転自在に取付ける。か
くして、装置を任意の角度だけ回転でき。

管に形成した平坦な走行路と軸受とから成る等によって
、第２管状機構のスペース内の角度位置を基準要素とし
ての支持部材に対して正確に制御できる。この構成では
、下端において第１管状機構のまわルに供給導管を約２
〜３回巻けば、上述の如く、装置の内部を通る可撓性導
管によって情報供給を行うことができる。この場合、テ
レスコピンク装置を回転すると９巻きの径が修正されて
。

２つのテレスコピンク管状機構から成る作動アームの角
度位置の変化に帰因する長さの差が吸収される。

実施例を示す添付の図面を参照して以下に本発明の詳細
な説明する。

〔実施例〕

まず、第１〜３図を参照して説明する。同図から明らか
な如く、テレスコピック・トランスファ装置は９本質的
に、相互にテレスコピックに摺動する２つの管状機構１
．２から成る。図示の好ましい実施例では、上記機構は
、断面が概ね円形のパイプから構成しである。伺故なら
ば１円形パイプは１作製が容易であり９強度が大きく、
シかも。

容積が小さいからである。

パイプユニット１．２は、装置の支持部材５内で回転で
きるロー２４に支持した手段３の内部に設置しである。

以下では、支持部材は１固定である′と仮定し、第２図
において、支持部材５の近傍の部分を１底部′と呼び９
図面の上部にある対向部分を１頂部′と呼ぶ。もちろん
、″″固定′支持部材５は、ロボットを形成するよシ複
雑な装置の内部を完全に可動であってもよい。この場合
、基準線のみを１固定′と呼ぶ。

手段３内にパイプ１の摺動ガイドを作製するため、パイ
プ１の周壁に、相互に１２０６ずれた直線状走行路を形
成する３つの平坦部分６を設ける（第２図）。支持部材
３内でパイプ１を装置の軸線８に平行に直線状に案内す
る２組の′３つのローラＴ、７′が、上記走行路６上を
転動する。例えば。

２つのローラには、上記ローラを対向する走行路６に押
圧して遊びを除く弾性手段（例えば１弾性ワッシャ）を
設けることができる。

パイプ１の内部の内側パイプ２の摺動案内も。

同じく、外側パイプ１の底部に設けてあって。

１２０６にずらした直線状平坦部分によって内側パイプ
２０局面に形成した３つの走行路１０上を転勤するロー
ラ９，９′によって行う。２つのローラけることができ
る。

装置を駆動するため、油圧モータまたは電動機１１（例
えば、ステップモータ）を含む駆動手段が設けである。

モータ１１け、プーリ１２を所望の角度だけ正確に回転
する。プーリ１２は、プーリ１２および装置の上部固定
端に回転自在に取付けた方向変更プーリ１４に巻掛けた
歯付平ベルトを正確に駆動するよう、歯付タイプとする
のが有利である。哨５図および第６図から明らかな如く
。

ヘル）　１３　ｈ＋　７’−リ１２，１４の間に緊張さ
れた２つのストランド１３．．１３．を有する。１つの
ストランド１３！は、１５においてパイプ１の上端に固
定しである。

一方、外側パイプ１には、ベルト１８を張った２つのプ
ーリ１６，１７が取付けである。これらプーリは、プー
リ１２，１４と同一のタイプとするのが有利である。第
１図および第５図から明らかな如く、ベルト１８（歯付
平ベルトとすれば有利である）は、１９においてパイプ
１の上端に固定してあり、２０において支持部材３に固
定しである。

さて、特に、第５図および第６図を参照して。

テレスコピックアームの変位機能を説明する。

テレスコピックアーム２の端部２ａをある距離だけ変位
したい場合は、モータ１１を作動する。

モータ１１を作動してベルト１３をある距離ｄだけ駆動
すると、パイプ１は、同一距離ｄだけ駆動される。何故
ならば、ベルト１３のストランド１３！が、パイプ１を
回転せしめ得る軸受１５′によって１５においてパイプ
に固定しであるからである。

ベルト１８およびその方向変更プーリ１６，１７から成
るユニットも、プーリ１６，１７を取付けたパイプ１と
同一の距離ｄだけ駆動される。ベルト１８のストランド
１８２は、２０において固定の支持部材３に固定しであ
るので、ベルト１８のストランドは、距離ｄだけ、１つ
の側では送出され。

別の側では巻取られる。ストランド１８．は、１９にお
いて内側パイプ２に結合しであるので、パイプ２は、パ
イプ１に対してｄに厳密に等しい距離だけパイプ１と同
一方向へ駆動される。従って。

パイプ２は、結局、（固定と仮定した支持部材３゜５に
対して）意図せる変位方向へ距離２ｄだけ前進する。

手段３は、固定の支持部材５に軸受４によって回転自在
に取付けであるので、更に、支持部材５内で手段３とと
もにテレスコピックパイプユニット１，２を回転させる
ことができる。この回転は。

例えば１手段３に固定した歯付プーリ２２に設けた（掛
けた）歯付ベルトによって所定角度だけ実施できる。パ
イプ１．２にそれぞれ設けた平坦部分６，１０および上
記平坦部分に押圧されるローラ７．９を考慮して１手段
３に対して内側パイプ２をロックでき、従って、装置の
軸線のまわシのテレスコピンクアームのヘッド２ａの回
転を確実に制御できる。

さて、第４図、第７図および第８図を参照して。

アームヘッド２ａに支持した操作手段に対する電気的お
よびまたは空気圧的情報の供給態様にりいて説明する。

上記操作手段は例えば９把持ヘッドを作動でき、装置の
端部２ａに支持した。場合によってり、テレスコピック
形の、別のアームに操作情報および制御情報を供給でき
る。

図示の実施例では、テレスコピックアームのヘッド２１
は、導管２３を介して空気圧的情報を受け。

導管２４を介して電気的情報を受けると仮定する。本発
明にもとづき、上記導管は、細い（例えば、径が数Ｕの
）可撓性パイプから構成し９本質的に、アームの内部に
設置できる。

導管２３．２４は、固定支持部材５０レベルにおいて装
置に挿入され、外側パイプ１の底部に２〜３回巻かれる
。次いで、導管は、パイプ１の外壁に沿ってパイプ上部
に達し、そこで、パイプ１に固定した２つのプーリ２５
．２６に巻掛けられ。

次いで、内側パイプ２の内部を下降して、パイプヘッド
２ａの端部に達する。

第７図および第８図から明らかな如く、パイプ１が距離
ｄだけ駆動され、従って、パイプ２が。

（固定と仮定した支持部材５に対して）距離２ｄだけ駆
動されると、導管２３．２４の外側ストランド２３１，
２４１が、プーリ２５，２６に巻かれて距離ｄだけ短く
なシ、内側ストランド２３．。

２４、が、対応する距離だけ延びる。従って、導管は、
正しい緊張状態を保持し、テレスコピックアームの外部
から導管を駆動する必要はない。

一方、導管の下端はパイプ１のまわりに２〜３回巻いで
あるので１例えば、ヘッド２ａを回転しても、装置底部
に巻いだ巻きの径が単に増減するだけである。

本発明は、もちろん、上述の実施例に限定されるもので
はない。特に、テレスコピンクではないパイプを使用で
きるが、一般に、テレスコピック形式が好ましい。更に
、駆動機構として、歯付平ベルトおよび対応するプーリ
の代わりに、別のタイプのベルトおよびおよびプーリ（
例えば、■ベルト）ｔたは同様の相対運動を行い得る歯
車を使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は１本発明に係るテレスコピンク・トランスファ
装置の本質的要素の略立面図、第２図および第３図は、
それぞれ、第１図の線１ｌ−Ｉ１．ｍ−Ｉｎに沿う断面
図、第４図は、ロボットに装備し。 テレスコピックアームに結合した電気式およびまたは空
気圧式操作手段の情報供給導管の取付態様を示す図面、
第５図および嫡６図は、テレスコピンクアームのトラン
スファ運動の方式を示す略図。 第７図および第８図は、テレスコピックアームの内部を
通る情報供給導管の案内方式を示す略図である。 １；２・・・・管状機構、３：５・・・・固定支持部材
、９・・・・ローラ、１０・・・・走行路、１１・・・
・モータ、１３・・・・ケーブル。 １６；１７・・・・プーリ、１８・・・・ベルト。 ２０・・・・支持部材の固定点。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）産業用ロボットの、テレスコピック・トランスフ
   ァ装置において、相互にテレスコピックに摺動する少く
   とも２つの管状機１１１（１，２）と、上記管状機構の
   中心軸線（８）に平行に何れかの方向へ交互に上記管状
   機構のうち１つの機構（１）を確実に駆動する少くとも
   １つのモータと、第１機ｍ（１）が装置の固定支持部材
   （３，５）に関して距離ｄだけ上記モータ（１１）によ
   って駆動された際に、第２機ｍ（２）が、上記第１機構
   （１）に関して同一距離ｄだけ同一方向へ駆動されるよ
   う、上記管状機構（１，２）を相互に結合する手段（１
   ６，１７，１８）（例えば、駆動プーリまたは歯車、遊
   動ブーＩＪ−またけ歯車、上記支持部材の固定点（２０
   ）に結合したベルトまたはケーブル）とから成る装置駆
   動手段と；を有し、第２テレスコピック機１１１（２）
   の外壁に設けた平坦部分から成る走行路（１０）を転動
   するローラ（９）が、第１テレスコピック機Ｗ／４＜　
   １　）の内部に取付けてあυ、第２テレスコピック機構
   （２）　ｌｄ、　上記ａ　−ラに案内されて第１テレス
   コピック機構（１）の内部を摺動することを特徴とする
   装置。 （２）上記装置駆動手段が、上記管状機構のうち１つの
   機＊（１）に少くとも１点（１５）において結合し上記
   管状機構の中心軸線（８）に平行に張った交互に変位可
   能なストランドを有するケーブル。 ベルトまたは同様のもの（１３）を含むことを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の装置。 （３）上記管状機構（１，２）の上記結合手段が、上記
   第１管状機構（１）に設けた２つのプーリまたはホイー
   ル（１６，１７）の間に実質的に上記機構の全長にわた
   って延びる２つのストランドを形成する緊張されたケー
   ブルまたはベル）（１Ｂ）を含み。 上記ケーブルまたはベルトの１つのストランドは。 点（１９）において上記第２管状機構（２）に固定して
   あシ、別のストランドは、支持部材の固定点（２０）に
   固定しであることを特徴とする特許請求の範囲第１項ま
   たは第２項記載の装置。 （４）上記ベル）（１３，１８）が、対応する歯付プー
   リ（１２，１４，１６，１７）に巻掛ける歯付ベルトで
   あることを特徴とする特許請求の範囲第２項または第３
   項記載の装置。 （５）３つの走行路（１０）が、第２管状機構（２）の
   まわシに相互に１２０°ずらして設けてあシ、３対の上
   記案内ローラ（９）が、上記走行路上を転動することを
   特徴とする特許請求の範囲第１〜４項の１つに記載の装
   置。 （６）２対のローラ（９）が、装置の中心軸線（８）に
   平行にある距離だけ離して上記第１管状機構（１）に設
   けであることを特徴とする特許請求の範囲第５項記載の
   装置。 （力上記第１管状機構（１）が、上記第１管状機構内の
   上記第２管状機構（２）の摺動案内手段と同様の。 上記第１管状機構（１）の周縁に形成した走行路（６）
   と、装置の固定支持部材（３）に取付けたローラ（７）
   とによって、上記支持部材（３）の範囲第１〜６項の１
   つに記載の装置。 （８）上記案内ローラ（７１９）を、ト記走行路（６゜
   １０＞ＶＣ少なくともある程度１弾性的に押圧する手段
   が設けであることを特徴とする特ｎ肋求の範囲第１〜７
   項の１つに記載の装置。 （９）上記第２管状機構（２）の端部（２ａ）から操作
   する電気式およびまたは空気圧式作動手段が、挿入点に
   おいて装置底部の支持部材（５）に固定してあシ、上記
   第２管状機構（２）の内部および上記第１管状機構（１
   ）の外部を通見上記第１管状機構（１）の他端において
   方向変更ブーりまだは同様のもの（２５，２６）を通過
   する可撓性導管（２３，２４）から情報供給を受けると
   とを特徴とする特許請求の範囲第１〜８項の１つに記載
   の装置。 （ＩＱ上記第１管状機構（１）が、上記支持部材（５）
   に結合した軸受（４）に回転自在に設けであることを特
   徴とする特許請求の範囲第１〜９項の１つに記載の装置
   。 ａυ上記町撓性導管（２３，２４）が、挿入下端におい
   て上記第１管状機構（１）のまわりに約２．３回ラセン
   状に巻いであることを特徴とする特許請求の範囲第９項
   または第１０項に記載の装置。 ａ２上記第１管状機構（１）が、軸受（１５’　）によ
   って部材（１５）Ｋ結合してあシ、上記部材（１５）を
   介して駆動機構（１２ｉ３）によって並進駆動されるこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第１０項または第１１項
   記載の装置。