JPS6044277A - 工業用ロボツト - 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〕 本発明は工業用ロボットに係り、特にモータで回転駆動
されるボールスクリューによって垂直腕と水平腕を駆動
するようにした工業用ロボットに関する。

〔発明の技術的背景と問題点〕

ロボットの水平腕に対して旋回動作と前後動作と上下動
作を与えるものとして第１図および第２図に示されたも
のが知られている。第１図および第２図において、符号
ｌは固定ベースを示し、この固定ベース／に対して垂直
軸Ｘ−Ｘまわりを旋回可能な旋回胴コが装着され、旋回
胴コの上面にはプラタン）Ｊａ、Ｊｂが突設され、これ
らブラケットに対して下部水平軸３が架設されている。

この下部水平軸３に対して垂直腕グの下端が枢支されて
おり、垂直腕グの上端圧はこれと直交する水平腕５が上
部水平軸６を介して枢着され、水平腕５の先端には手首
７が設けられている。したがって、垂直腕グが下部水平
軸３まわりを枢動することにより手首７が前後に動き、
水平腕Ｓが上部水平軸６まわりを枢動することにより手
首７が上下に動く。しかして、上記垂直腕ｌは第１のボ
ールスクリュｇによって動がされる一方、上記水平腕Ｓ
は第一のポールスクリュ９によって動かされる。

第１のボールスクリーｇは、上記旋回胴コの外側に突設
された支持ブラケット１０Ｋ対して支軸／ｌで揺動可能
に枢支され、第１の駆動モータｌ−によって回転駆動さ
れるようになっている。また、第１のボールスクリュざ
に螺合するナツト１３は垂直腕グから突設された駆動腕
／ｌＩの先端に固定されている。

一方、第一のボールスクリー９は、上記旋回胴コの外側
に突設された支持ブラケット／Ｓに対して支軸／６で揺
動可能に枢支され、第一の駆動モータ／７によって回転
駆動されるようになっている。上記第一のボールスクリ
ュｇに螺合するナツト７ｇと前記下部水平軸３との間は
駆動アーム／９で連結されると共九、ナツト／Ｉｒと水
平腕３のシリンダとの間は駆動アーム〃で連結されてい
る。このように。

従来の装置においては、第１および第一の駆動モータｌ
−，／７によってポールスクリュｇおよびデを回動させ
垂直腕ダと水平腕５に対して前後動および上下動を与え
るよう廻している。

しかしながら、このような従来の装置忙おいては、第１
および第一のボールスクリュｇおよび９を含む駆動装置
が旋回胴ユの外側に配置されているから、周辺の物体と
衝突する危険性があるはか設置スペースを確保しなげれ
ばならなかったり、旋回中心より比較的遠い位置に駆動
装置が存在するために旋回に対する慣性力が大きくなる
という問題があった。さらに低慣性の長尺モータは軸長
が長いために、旋回胴の外側に配置した場合に前述した
問題を一層助長する結果となった。

、　〔発明の目的〕 そこで、本発明の目的は、垂直腕と水平腕を駆動するポ
ールスクリュを含む駆動装置を旋回中心に近い位置忙配
置し、かつ旋回胴の内側に組込めるようにした工業用ロ
ボットを提供することにある。

〔発明の概要〕

上記目的を達成するために、本発明は、垂直軸まわりを
旋回可能な旋回胴を固定ベースに設け、上記旋回胴に下
部水平軸を介して垂直腕の下端を枢支し、垂直腕の上端
に上部水平軸を介して水平腕を枢着し、垂直腕と水平腕
とをポールスクリュで駆動するようにした工業用ロボッ
トにおいて；上記旋回胴内に第１の駆動モータで回転駆
動される第１のボールスクリュを設け、この第１のポー
ルスクリュを垂直腕の下端より突設した第７の駆動腕に
螺合する一方、上記旋回胴内に第一の駆動モ・−夕で回
転駆動される第一のポールスクリュを設置、この第一の
ボールスクリュを下部水平軸に回動可能に装着したベル
クランクの第１アームの先端に螺合し、ベルクランクの
第一アームと上記水平腕とを連結アームで結合するよう
にしたことを特徴どするものである。

以下本発明による工業用ロボットの一実施例を第１図お
よび第２図と同一部分に同一符号を付して示した第３図
乃至第８図を参照して説明する。

第３図および第７図において、固定ベースｌには垂直軸
Ｘ−Ｘまわりを旋回可能な旋回胴コが装着され、旋回胴
−〇上面にはプラタン）２ａ、２ｂが突設され、これら
ブラケットに対して下部水平軸３が架設されている。こ
の下部水平軸３には垂直腕ダの下端が枢支されており、
垂直腕グの上端にはこれと直交する水平腕９が上部水平
軸６を介して枢着され、水平腕左の先端には手首７が設
けられている。その結果、垂直腕ダが下部水平軸３のま
わりを枢動させたときに手ｄりが前後の方向に動ぎ、一
方、水平腕３が上部水平軸乙のまわりを枢動したとき手
首７は上下の方向に動くようになっている。

しかして、上記垂直腕４Ｚは第１のボールスクリュｇに
よって動かされる一力、上記水平腕夕は第２のボールス
クリュタによって勘かされることは従来例と同様である
。しかるに、本発明によれば、第１および第一のボール
スクリュｇおよび９は旋回胴−〇内側に収容されている
。

すなわち、第１のボールスクリュざは、上記旋回胴コの
内側に突設された支持ブラケット／θに対して支軸／／
で浮動可能に枢支され、第１のボールスクリュｇの軸踪
は水平面に対してほぼ３ｇ度の角をなして斜め後方に向
って延出している。上記第１のボールスクリュＳの前方
の軸端には第１の駆動モータｔコが直結されこれによっ
てボールスクリュが回転駆動される。また、前記垂直腕
りの下端には、旋回胴ス内を斜め下方に向って延出する
駆動腕／ｌＩが突設され、その先端がす一ット／３にピ
ン結合されている。

一方、第一のポールスフリーチは、上記旋回胴コ内であ
って第１のボールスクリュｇに並設すれ、支持ブラケッ
ト／Ｓに対して支軸１６を介して揺動可能に枢支されて
いる。この８１ｒ！−のボールスクリュタのねじ部には
ナツト７ｇが螺合されており、ナツト／ざにはベルクラ
ンクアーム、２／の第１アー　ム＋２．ｚｔｙ）先端が
ピン結合されている。このベルクランファームコ／の中
央部は、上記第１の水平軸３に対して枢支されると共に
１第コアームｎの先端と前記水平腕Ｓとの間は連結アー
ム評によってピン結合されている。また、上記第一のボ
ールスクリュ９の前方の軸端には第一の駆動モータ／７
が直結されている。

本発明はこのように構成されているから９手首７に対し
てＸ−Ｘ軸まわりの旋回動を与えるどきは固定ベース／
に対して旋回胴コを回転させる。

また１手首りに対して前後方向の運動を与えるときは、
第１の駆動モータ１２を回転駆動して第１のボールスフ
Ｉ）　５　ｇをいずれかの方向へ回転させナツト／３を
移動させ、これにより駆動腕ｌｌＩを介して垂直腕ダを
下部水平軸３のまわりに回動させ水平腕］を前後に動か
す。さらに手首７に対して上下方向の運動を与えるとき
には、第２の駆動モ、−タ／７を駆動して第一のボール
スクリュ９をいずれかの方向へ回転させ、ナンド／ｇを
動かしてペルクランクコ／を下部水平軸３０回りに回転
させる。すると、連結アーム評が上下動するから水平腕
Ｓは上部水平軸６を中心として枢動し、手首７は上下方
向に動くことになる。

第Ｓ図は前記第１の駆動モータ／２と第一の駆動モータ
／７として軸方向に長い低慣性形モータを使用した場合
における実施例を示している。このような場合に、第３
図および第弘図と同様にボールスクリュｇおよびデの軸
端に直結すると、旋回胴ユ内に収容することが困難とな
る。そこで、第５図に示されたように、第１のボールス
クリュｇの外側に低慣性形の駆動モータ／、２を並列し
て配置する一方、第一のボールスクリュ９の外側には低
慣性形の第一の駆動モータ１７を配置することができる
。この場合に第１のボールスクリュｇと第２のホールス
クリュ９は、枢軸、２乙を中心として揺動可能な揺動ベ
ース−７の上に固設された軸受、２ｇ、　、２ｑによっ
てそれぞれ支えられている。また、この軸受コｇ、２９
より揺動ベースコアの側に突出した第１および第一の駆
動軸ｇ、９の軸端には、それぞれプーリ３θ、３／がキ
ー止めされている。これらのプーリ３０、．３／と前記
駆動モータ／、２．　／７の出力軸との間はタイミング
ベルト、７．２．３３でそれぞれ連結されている。この
ような実施例によれば、低慣性形の駆動モータ／、２．
　／７をボールスクリュｇ、ｑに対して並列配置するこ
とにより旋回胴コ内に収容することが可能となる。

また、第を図乃至第Ｓ図に示した例は、垂直腕グの前後
動作のときに発生する水平腕５および垂直腕の自重トル
クを補償するバランサ３．５′を配置した例を示してい
る。第６図および第７図において。

バランサ３Ｓはそれ自体公知のものであって、シリンダ
３６の端が旋回胴−〇ブラケットに対して支着されてお
り、伸縮するロッド３７の端は前記垂直腕りと一体の駆
動腕／Ｆの中間にピン３ｇを介して結合されている。上
記ピン３ｇは、垂直腕ダが垂直位置にあるとき下部水平
軸３の軸心とバランサ３！；の揺動中心０２を結ぶ線上
に位置している。また、この垂直位置において、駆動腕
／ダの先端のナツト７．３に対する結合中心は同じ線上
に位置している。第Ｓ図はその動作について示したもの
で、垂直腕ｔと駆動腕／４’の動作角がθ、のとき０１
もまたＯを中心にθ１回動し、バランサ３Ｓは０２を中
心にθ。

だけ回動する。このときのバランサ３Ｓの張力がＦであ
ればＦ−００，ｓｉｎθ、のトルクが発生する。なお、
θ４はボールスクリｚｇの回動中心でθ、は回動角であ
る。このように構成することによりバランサ３Ｓを旋回
＃ｉλ内に収容できコンパクトに構成して全体の重心を
低くすることができる。

以上の説明から明らかなように、本発明によれば、垂直
腕および水平腕を駆動するボールスクリュを含む駆動機
構を旋回胴内に収容したから、ロボットの本体をコンパ
クトに構成でき、衝突の危険性を低減できると共に慣性
を低減して信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の工業用ロボットを示した平面図、第２図
は同ロボットの側面図、第３図は本発明の一実施例によ
る工業用ロボットの平面図、第り図は同ロボットの側面
図、第Ｓ図は本発明の他の実施例による平断面図、第６
図はバランサを組込んだ例を示した側面図、第７図は同
正面図、第８図は各構成部材の動作線図である。 ／・・・固定ベース、λ・・・旋回胴、３・・・下部水
平軸、グ・・・垂直腕、Ｓ・・・水平腕、ｇ・・・第１
のボールスクリュ、９・・・第一のボールスクリュ、１
．２・・・第１の駆動モータ、／ダ・・・駆動腕１．２
ノ・・・ベルクランク、　、２．２・・・第１アーム、
刀・・・第一アーム、２ケ・・・連結アーム、３θ、３
／・・・プーリ、３コ・・・タイミングベルト、３り・
・・バランサ。 出願人代理人　猪　股　清 第１図 躬２目 躬３目 づｂ５Ｔ ／パ ３ ０ 」 ３ ）１ ０ ；７ ２ 躬８図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ／垂直軸まわりを旋回可能な旋回胴を固定ベースに設け
   、上記旋回胴に下部水平軸を介して垂直腕の下端を枢支
   し、垂直腕の上端に上部水平軸を介して水平腕を枢着し
   、垂直腕と水平腕とをボールスクリュー駆動するように
   した工業用ロボットにおいて；上記旋回胴内に第１の駆
   動モータで回転駆動される第１のボールスクリュを設け
   、この第１のボールスクリュを垂直腕の下端より突設し
   た第７の駆動腕に螺合する一方。 上記旋回胴内に第２の駆動モータで回転駆動される第一
   のボールスクリュを設け、この第２のボールスクリュを
   下部水平軸に回動可能に装着したベルクランクの第７ア
   ームの先端に螺合し、ベルクランクの第２アームと上記
   水平腕とを連結アームで結合するよう圧したことを特徴
   とする工業用ロボット。 ユ上記第１および第２の駆動モータは、第７および第２
   のボールスクリュー軸端に直結されたことを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の工業用ロボット。 ユ上記第１および第一の駆動モータは、第１および第一
   のボールスクリュー外側に平行に並設され、プーリとタ
   イミングベルトで回転を伝達されるようにしたことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項に記載の工業用ロボット
   。 引上記垂直腕の駆動腕と旋回胴との間にはバランサが組
   み込まれ、ていることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の工業用ロボットゥ