JPS6146276B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の技術分野） 本発明は、産業用ロボツトにおけるロツク装置
に関する。

（従来の技術） 従来、この種の産業用ロボツトの腕関節装置
は、第１図に示されるように、産業用ロボツトに
おける機枠本体１の上部１ａに主杆２を支軸３で
枢着し、この主杆２の上部２ａに肩槓杆４をピン
軸５で軸支し、この肩槓杆４の尾端部４ａに上記
主杆２に並行した連杆６を支杆７を介して連設
し、上記肩槓杆４の自由端部４ｂに主腕杆８をピ
ン軸９で枢着し、さらに、この主腕杆８に手首部
１０を備えた手首腕杆１１をピン軸１２で枢着
し、上記肩槓杆４と上記主腕杆８とを第１シリン
ダー装置１３で連結し、上記主腕杆８と上記手首
腕杆１１とを第２シリンダー装置１４で連結した
ものである。

従つて、上述した産業用ロボツトの腕関節装置
は、上記第１及び第２シリンダー装置１３，１４
をそれぞれ独立して駆動することにより、上記主
腕杆８や手首腕杆１１を各ピン軸９及び１２の周
りに回動して、関節曲げ動作を行なうようになつ
ている。

しかしながら、上述した従来の産業用ロボツト
の腕関節装置は、上記各シリンダー装置１３，１
４によつて、上記主腕杆８や手首腕杆１１の関節
曲げ動作を行なう関係上、上記各シリンダー装置
１３，１４がその周囲に配設された各種の機器や
配管、配線と干渉したり、又は邪魔になるばかり
でなく、上記主腕杆８や上記手首腕杆１１の回動
角度を測定するために関節外部に付設されるロー
タリーエンコーダーが大型化するばかりでなく、
上記腕関節装置は、電磁ブレーキ等を用いてブレ
ーキバンドやブレーキシユーの摩擦力で制動を加
えると共に、上記ブレーキシユー等の制動力で腕
杆やワークの重量によるモーメントに対抗するた
め、関節部に大形の制御装置を組込むことを余儀
なくされ、これに起因して、関節部も重量化し、
ロボツト全体が大型化する等の難点がある。

〔発明の目的〕

本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもの
であつて、電磁制動ロツク装置を使用して装置全
体を小型軽量化すると共に、回動運動や回動角度
検出及び動作静止時及び停電時、機械的な手首腕
杆の保持を可能とし、上記回動用モータの電流に
基づき、手首腕杆に作用する外力を測定可能と
し、把持されるワーク（物体）の重量を制御情報
とし利用できるようにしたことを目的とする産業
用ロボツトのロツク装置を提供するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、主腕杆と手首腕杆との関節部に軸受
を設け、この軸受に回転軸を軸装し、この回転軸
に回動用モータを設けた産業用ロボツトにおい
て、上記軸受のカバー部材の外周に歯車を周設
し、上記手の一部に電磁制動ロツク装置を設け、
停電時及び動作静止時、この電磁制動ロツク装置
の作動杆を上記歯車に噛合するようにばねで付勢
して設けて構成したものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図示の一実施例について説明す
る。

なお、本発明は、上述した具体例と同じ構成部
材には、同一符号を付して説明する。

第１図乃至第４図において、符号８は、産業用
ロボツトにおける肩槓杆４の自由端部４ｂにピン
軸９によつて枢着された主腕杆であつて、この主
腕杆８には、手首部１０を備えた手首腕杆１１が
軸受１５の回転軸１６によつて回動自在に枢着さ
れている。

即ち、上記主腕杆８の一端部８ａに構成される
関節部には、第３図に示されるように、左・右一
対をなす軸受１５がカバー部材１７によつて抜け
落ちないようにして設けられており、この両軸受
１５には上記手首腕杆１１に固着された一対の軸
受押え部材１８が外方へ抜け出さないようにして
設けられている。さらに、この両軸受押え部材１
８には左・右各一対をなす軸受１９が支承されて
おり、この各軸受１９には、上記回転軸１６が回
転自在に軸装されている。なお、上記両軸受押え
部材１８には各盲カバー２０が各取付部材２１に
よつて上記回転軸１６の両端部を被冠し得るよう
にして取付けられている。

一方、上記回転軸１６の中程に位置する主腕杆
８の関節部（端部）８ａには、回動用モータ２２
及び回動角度検出用のロータリーエンコーダー２
３が共軸的に設けられている。即ち、上記回動用
モータ２２のステータ（固定子）２２ａは上記主
腕杆８に、回動用モータ２２のロータ（回転子）
２２ｂは、上記回転軸１６にそれぞれ嵌装されて
いる。又、この回動用モータ２２に隣接されたロ
ータリーエンコーダー２３のステータ（固定子）
２３ａは上記主腕杆８に、ロータリーエンコーダ
ー２３のロータ（回転子）２３ｂは上記回転軸１
６にそれぞれ嵌装されている。

従つて、上記回動用モータ２２に通電すると、
ロータ２２ｂの一体の回転軸１６が回転すると共
に、上記ロータリーエンコーダー２３が上記回転
軸１６の回動角度を、例えば、パルス信号によつ
て計数して検出し得るようになつている。

他方、上記回動用モータ２２のロータ２２ｂの
一側に位置する上記回転軸１６には、トルクを増
大させる遊星歯車機構２４を構成するサンギヤ
（太陽歯車）２５が固く軸装されており、このサ
ンギヤ２５に噛合する各遊星歯車２６は、第３図
及び第４図に示されるように、上記一方の軸受押
え部材１８の各軸受２７に回転自在に軸装されて
いる。又、この両遊星歯車２６には上記軸受押え
部材１８と実質的に一体をなす内歯歯車２８が噛
合して設けられている。

従つて、上記回転軸１６と一体をなすサンギヤ
２５が回転すると、このサンギヤ２５に噛合して
いる両遊星歯車２６が各軸受２７の周りを遊転す
ると共に、内歯歯車２８をサンギヤ２５の周りを
ゆつくり回転するので、この内歯歯車２８と一体
をなす前記手首腕杆１１も回転軸１６の周りを回
動するようになつている。

さらに又、上記軸受１５のカバー部材１７と上
記手首腕杆１１との間には制動ロツク装置２９が
設置されている。即ち、この制動ロツク装置２９
は、第２図及び第３図に示されるように、上記カ
バー部材１７の外周に歯車３０を周設し、動作静
止時、この歯車３０に噛合する作動杆３１ａを有
する電磁制動ロツク装置３１を上記手首腕杆１１
の一部１１ａに設置したものである。

従つて、上記制動ロツク装置２９は、停電時及
び動作静止時、上記手首腕杆１１の動作を一時的
にそのままの状態で保持するとき、電磁制動ロツ
ク装置３１に付勢されたばねの弾力で作動杆３１
ａを押動し、この作動杆３１ａを上記歯車３０に
噛合させて、上記手首腕杆１１を一時的にロツク
して固定するようになつている。

又一方、上記回動用モータ２２及び上記ロータ
リーエンコーダー２３には、第２図及び第３図に
示されるように、各リード線３２を介して制御盤
３３が接続されている。この制御盤３３は回動用
モータ２２の電流量を測定して手首腕杆１１に作
用する外力（ワーク重量）を測定すると共に、他
方、上記ロータリーエンコーダー２３の回動角度
を検出して手首腕杆１１の動作を制御し得るよう
になつている。

従つて、この制御盤３３は、上記回動用モータ
２２の電気量の変化により、手首腕杆１１に作用
する外力の大きさを測定しながら、手首腕杆１１
を制御し、手首部１０で把持した物体の重量を制
御情報として取り込むことによつて、作業状況を
ロボツト自身に帰還する計算プログラムの作成が
可能となり、他方、ロータリーエンコーダー２３
の検出信号によつて回動角度を正確に検出するこ
とができる。

次に、本発明の構成による作用を説明する。

本発明の産業用ロボツトにおいて、主腕杆８に
対して手首腕杆１１を所定の角度だけ回動する場
合。

先ず、回動用モータ２２に通電すると、この回
動用モータ２２におけるロータ２２ｂと一体の回
転軸１６が回動を開始すると、同時に、ロータリ
ーエンコーダー２３が、前述したように、回動角
度の変化量を計測する。一方、上記回転軸１６が
回動すると、これと一体のサンギヤ２５が回転す
るので、このサンギヤ２５に噛合している両遊星
歯車２６が各軸受２７の周りを遊転すると共に、
内歯歯車２８をサンギヤ２５の周りをゆつくり回
転するので、この内歯歯車２８と一体をなす前記
手首腕杆１１も回転軸１６の周りに回動するよう
になつている。

このようにして、上記ロータリーエンコーダー
２３が、所定の角度に達したことを検出したと
き、上記回動用モータ２２の通電を絶つことによ
り、主腕杆８に対して手首腕杆１１を所定の角度
だけ回動することができる。

又一方、動作静止時及び停電時、上記制動ロツ
ク装置２９が作動すると、前述したように、上記
手首腕杆１１は、一時的に固定するようになつて
いる。即ち、動作静止時及び停電時、上記手首腕
杆１１の動作を一時的にそのままの状態で保持す
るとき、電磁制動ロツク装置３１に付勢されたば
ねの弾力で作動杆３１ａを押動し、この作動杆３
１ａの先端部を上記歯車３０に噛合して一時的に
ロツクして固定する。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば、主腕杆８と
手首腕杆１１との関節部に軸受１５を設け、この
軸受１５に回転軸１６を軸装し、この回転軸１６
に回動用モータ２２を設けた産業用ロボツトにお
いて、上記軸受１５のカバー部材１７の外周に歯
車３０を周設し、上記手首腕杆１１の一部に電磁
制動ロツク装置３１を設け、この電磁制動ロツク
装置３１の作動杆３１ａを上記歯車３０に噛合す
るようにばねで付勢して設けてあるので、装置全
体を小嵩さに構成できるばかりでなく、回動運動
や回動角度検出機能を回転軸１６の周りにまとめ
て組込むことができると共に、動作静止時及び停
電時、手首腕杆１１を制動ロツク装置２９によつ
てそのままの状態に保持できるから、ワークを保
持したままでも安全に支持され、次の動作開始
時、直ちに正常なロボツト動作をすることができ
る等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、既に提案されている産業用ロボツト
の関節装置を示す正面図、第２図は、本発明によ
る産業用ロボツトのロツク装置の要部の一部を破
截して示す拡大正面図、第３図は、第２図中の鎖
線Ａ―Ａに沿う断面図、第４図は、第３図中の鎖
線Ｂ―Ｂに沿う断面図である。 ８…主腕杆、１１…手首腕杆、１５…軸受、１
７…カバー部材、１８…軸受押え部材、２２…回
動用モータ、２３…ロータリーエンコーダー、２
５…サンギヤ、２６…遊星歯車、２８…内歯歯
車、２９…制動ロツク装置、３０…歯車、３１…
電磁制動ロツク装置、３１ａ…作動杆。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 主腕杆と手首腕杆との関節部に軸受を設け、
   この軸受に回転軸を軸装し、この回転軸に回動用
   モータを設けた産業用ロボツトにおいて、上記軸
   受のカバー部材の外周に歯車を周設し、上記手首
   腕杆の一部に電磁制動ロツク装置を設け、停電時
   及び動作静止時、この電磁制動ロツク装置の作動
   杆を上記歯車に噛合するようにばねで付勢して設
   けたことを特徴とする産業用ロボツトのロツク装
   置。