JPS6155421A - 回転モ−メント抵抗リング - Google Patents

回転モ−メント抵抗リング

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JPS6155421A
JPS6155421A JP17517484A JP17517484A JPS6155421A JP S6155421 A JPS6155421 A JP S6155421A JP 17517484 A JP17517484 A JP 17517484A JP 17517484 A JP17517484 A JP 17517484A JP S6155421 A JPS6155421 A JP S6155421A
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JP
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ring
rings
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moment resistance
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Eiji Fukazawa
深沢 英司
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Dainichi Kiko KK
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J19/00Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
    • B25J19/0008Balancing devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B66HOISTING; LIFTING; HAULING
    • B66DCAPSTANS; WINCHES; TACKLES, e.g. PULLEY BLOCKS; HOISTS
    • B66D1/00Rope, cable, or chain winding mechanisms; Capstans
    • B66D1/02Driving gear
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F7/00Vibration-dampers; Shock-absorbers
    • F16F7/02Vibration-dampers; Shock-absorbers with relatively-rotatable friction surfaces that are pressed together
    • F16F7/04Vibration-dampers; Shock-absorbers with relatively-rotatable friction surfaces that are pressed together in the direction of the axis of rotation

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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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】 く技術分野〉 本発明は、ロボットアームの重力バランス装置や、傾斜
する製図板に取付ける平行定規装置のアームの重力バラ
ンス装置として、その他の重力バランスが必要な箇所に
使用する2弾性体の変形抵抗を利用した回転モーメント
抵抗リングに関する。
〈従来技術〉 従来のロボットアームの重力バランス装置は、取付はス
ペースが大きなシリンダー装置またはばねが用いられて
いる。シリンダー装置やばねは、へたに取付けると、ア
ームの動作範囲を制限する設計上やっかいな付加物であ
り、ロボットの外観を簡素にできない原因となっていた
他方、傾斜する製図板に取付ける平行定規装置には、ば
ねを利用したバランス装置が用いられ、例えばアームと
アームを接続するように取付けられ、定規が傾斜する製
図板上の一定位置に停止するようにバランスしている。
〈発明の目的〉 本発明は、バランス装置として使用可能な弾性体の変形
抵抗を利用した回転モーメント抵抗リングを提供するも
のである。
〈発明の構成〉 本発明の回転モーメント抵抗リングは、二個または三個
以上の同心リングを、リング間を占める弾性抵抗体で直
列接続してなることを特徴とするものである。すなわち
、同心リングとは、大きさの異゛なる二個または三個以
上のリングであり、弾性抵抗体は、リング間を占めて埋
め込み、かつリング周面に焼付け、接着、その他によ 
  ・す、固着してなる。例えば、リングを3個とする
場合には、小リングと中リングと大リングをそれぞれ形
成し、これらを同心配置に固定し、小リングと中リング
との環状隙間、及び中リングと大リングとの環状隙間に
、弾性抵抗体として例えば、生ゴムを埋め込み、かつ生
ゴムの埋め込みに先立って各リングの生ゴムと当たる周
面に接着材を塗布し、埋め込んだ生ゴムに熱を加えて硬
化させ、ゴムをリング面に固着してなる。同心リングが
N個の場合、弾性抵抗体はN−1個となる。同心リング
は、弾性抵抗体で直列接続してなるので、リング同士が
相対回転されるときは、弾性抵抗体は、弾性変形し、変
形量に応じた回転モーメント抵抗を生起する。このため
、バランス装置として使用可能である。
本発明の回転モーメント抵抗リングは、最内周のリング
と最外周のリングを、軸とハウジングとの間に固定し、
かつベアリングとともに使用するものである。
ロボットアームの中立位置と最大モーメント位置の角度
は、80°であるが、ロボットアームが中立位置から例
えば100°回転する動作をするときには、最内周のリ
ングと最外周のリングの可回転角度を 100°よりも
大きくなるように設定する必要がある。
く第一実施例〉 第1図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第一実
施例の正面図であり、第2図は、第1図におけるII 
−II断面図である。
この回転モーメント抵抗リングRは、それぞれ円形に形
成した10個の同心リング1,2,3゜4.5,6,7
,8,9.10を、各リング間に埋め込んだ弾性抵抗体
11,12,13,14,15.16.1?、18.1
9で直列に接続してなる。第1周から第3周の弾性抵抗
体11,12.13は、リング間全周を占めて設けられ
、第4周から第9周までの弾性抵抗体14,15゜16
.17,18.19は、リング間隙の4等分位置に分断
されている。最内周のリングlには、係止棒20aを有
する金具20が固定され、最外周のリング1oには、一
対の挟持突起21a、21aを有する金具21が固定さ
れ、第2周から第9周までの中間リング2゜3.4,5
,6,7,8.9には、係止棒22aと挟持突起22b
、22bを両端に有する金具22が固定されている。係
止棒20a及び22aは、隣り合うリングの一対の挟持
突起21a、21aまたは22b、22bの中間に位置
している。係止棒と一対の挟持突起の隙間Wは、隣り合
うリング同士の可回転角度を決めている。最内周のリン
グlには、軸と結合させるためのギーミゾ23が設けら
れ、最外周のリング10には、ハンジング端面に結合さ
せるためのボルト孔24が設けられている。係止棒と一
対の挟持突起の一方との当接により、リング間が係合す
るようにしているのは、弾性抵抗体の変形破壊を防止し
バランス機能を消失しないようにするとともに、リング
間の回転モーメントの伝達を図るためである。
なお、最内周のリングlと最外周のりング10の可回転
角度は、 100°よりも大きく設定されているものと
する。
次に、作用を説明する。
最内周のリング1と最外周のリング10との間に回転モ
ーメントが加わると、全ての同心リングが弾性抵抗体に
より直列接続しているので、弾性抵抗体11,12,1
3,14,15.16.17.18.illが変形し、
変形に応じた大きさの回転モーメントに抗する歪抵抗力
を生ずる。最内周のリング1と最外周のリング10の可
回転角度は、リング間の可回転角度の総和となる。
今、回転モーメントを徐々に犬きくしていくと、相対回
転が大きく、係止棒と一方の挟持突起とが当接したリン
グ間では、もはや相対回転が行われず、引続いて大きく
なる回転モーメントは、他のリング間を相対回転させる
ことになる。全てのリング間の係止棒と一方の挟持突起
とが当接するまで、最外周のリング10に対して最内周
のリング1を回転させていく過程では、バランス力は、
回転に略正比例する。
第3図、第4図は、バランス装置として、上記の回転モ
ーメント抵抗リングRを使用した産業用ロボットの概略
正面図である。Aは基台、Bは第1アーム、Cは第2ア
ーム、Dは第2アーム、Eはツールであり、回転モーメ
ント抵抗リングRは、第1アームBの先端部ハウジング
と、第2アームCの基部回転軸との間に取付けられる。
第3図の場合は、第17−1. B及び第2アームCが
立っている状j魚が、第2アームCのニュウトラルポジ
ションであり、第2アームCが鎖線で示す水平に倒れる
状態が、最大モーメントポジションである。
また、第4図の場合は、第1アームBが水平に倒れ、か
つ第2アームCが立っている状態が、第2アームCのニ
ュウトラルポジションであり、第2アームCが鎖線で示
す水平に倒れる状態が、最大モーメントポジションであ
る。
本発明の回転モーメント抵抗リングRは、第3図、第4
図のいずれの場合にも、第2アームCがニュウトラルポ
ジションにある状態で、最外周のリング10が、第1ア
ームBの先端部ハウジングに固定され、また最内周のリ
ング1が、第2アームCの基部回転軸に被嵌されている
。これにより、第2アームCが鎖線で示す水平に倒れる
最大モーノントポジションに移行するとき、第2アーム
Cに生ずる重力モーメントに対してバランスすることが
できる。
く第二実施例〉 第5図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第二実
施例を示す縦断面図である。
この実施例は、5個の同心リング1a、2a、3a。
4a、5aを、各リング間を占める弾性抵抗体11a。
12a 、 13a 、 14aで直列接続してなる回
転モーメント抵抗リングR1と、5個の同心リング1 
b、2 b。
3 b、4 b、5 bを、各リング間を占める弾性抵
抗体11b、12b、13b、14bで直列接続してな
る回転モーメント抵抗リングR2を同心に並べ、回転モ
ーメント抵抗リングR1の最内周のリング1aと、回転
モーメント抵抗リングR2の最外周のリング5bとを、
接続円BPで一体に接続し、リング5aをハウジングH
に嵌入結合し、リング1b を軸Sに被嵌結合してなる
構成である。
従って、回転モーメント抵抗リングR1,R2の同心リ
ングと弾性抵抗体は、直列接続し、結果的に、9個の同
心リングを、弾性抵抗体で直列に接続してなる回転モー
メント抵抗リングと同一構成となる。しかして、@bS
が回転すると、回転モーメント抵抗リングR1の最外周
のリング5aと、回転モーメント抵抗リングR2の最内
周のリング1bとの間に、回転モーメントが加わること
になり、全ての弾性抵抗体が変形し、変形に応じた大き
さの歪抵抗力を生ずる。そして、最内周のリングlbと
最外周のリング5aの可回転角度は、リング間の可回転
角度の総和となる。この実施例では、最外周のリング外
径が第一実施例に比べて約半分の大きさになる。
く第三実施例〉 アームのニュウトラルポジションと最大モーメントポジ
ションとのなす角が、小さければ、第6図に示すような
、2個の同心リング1.2を、軟いゴムを厚くして用い
た弾性抵抗体3で接続してなる構成の回転モーメント抵
抗リングRを、バランス装置として使用可能である。
く第四実施例〉 第7図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第四実
施例を示す正面図である。
この回転モーメント抵抗リングは、4個の同心リング1
,2,3.4を各リング間を占める弾性抵抗体11,1
2.13で直列接続してなる。各弾性抵抗体にかかる負
荷は、回転モーメントを肉厚中心から回転中心までの半
径で割った値となり、外側の弾性抵抗体はど負荷は小さ
くなる。このため、各弾性抵抗体にかかる負荷を均一と
するために、各弾性抵抗体は、同じ厚さであり、かつ半
径比に応じた長さとされている。従って、最外周のリン
グ4と最内周のリング1との間に、回転モーメントが加
わったとき、各層の弾性抵抗体が同量に変形して、各リ
ング間が同時に同角度ずつ回転し、第一実施例のような
係止棒と挟持突起は必要としない。
く第五実施例〉 第8図、第9図は、いずれも本発明の回転モーメント抵
抗リングの第五実施例の正面図を示し、第8図は、中立
状態を示し、第9図は、バランス状態を示す。
この回転モーメント抵抗リングは、リング間の隙間が四
角形になるように、4個の同心リング1.2,3.4を
形成して同心に配し、各隙間のコーナーに埋められた弾
性抵抗体11,12.13で直列接続してなる。最外周
のリング4と最内周のリング1との間に、回転モーメン
トが加わると、弾性抵抗体11,12.13が変形して
、リング1,4間が第9図のように相対回転できる。こ
の実施例も、第一実施例のような係止棒と挟持突起は必
要としない。
く第六実施例〉 第10図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第六
実施例の正面図を示す。
この回転モーメント抵抗リングRは、同心リング1,2
間に板ゴムよりなる弾性抵抗体25を収容し、この弾性
抵抗体25の両端を固定金具28.27で同心リング1
.2の円周面に固定したものである。この実施例は、板
ゴムの強度に限界があるので、抵抗を大きくとることは
できないが、可回転角度は、同心リングが2個であるに
もかかわらず、今まで述べてきた実施例よりも大きくと
ることができる。裏表逆に取付けることができるので、
バランスを取るべき回転方向がいずれでも良い。
く第七実施例〉 第11図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第七
実施例の正面図を示し、第12図は、第11図における
■−双断面図を示す。
この回転モーメント抵抗リングRは、同心リング1,2
間にコイルスプリングよりなる弾性抵抗体30を収容し
、この弾性抵抗体30の両端を、同心リング1.2に固
定した係止金具28.28に引っ掛けたものである。リ
ング2の両面にビス33により固定した抑えプレー) 
31,32で弾性抵抗体30がリング間より側方に飛出
さないようにされている。
この実施例は、同心リングが2個であるが、コイルスプ
リングの強度を大きくとることができ、しかも、可回転
角度を大きくとることができる。
これも、裏表逆に取付けることができるので、バランス
を取るべき回転方向がいずれでも良い。
なお、第六、第七実施例は、使用前においては、同心リ
ング1,2が同心にはならないが、ベアリングにより同
心に保たれる軸とハウジング間に取付けるので差支えな
い。
く本発明の効果〉 以上説明してきたように、本発明の回転モーメント抵抗
リングは、 二個または三個以上の同心リングを、リング間を占める
弾性抵抗体で直列接続してなる構成であるので、以下の
効果がある。
■シリンダー装置よりなるバランス装置に比して、構成
が簡単で、きわめて小型であり、安価である。
■アームの回転軸と同軸に取付けることが可能であり二
アームが回動する際に、アームと干渉することがなく、
シリンダー装置やばねよりなるバランス装置を使用する
場合に必要であった、設計上の取付位置の考慮が全くな
くなり、ロボットの外観を簡素にできる。
■同心リングの数や、弾性抵抗体の材料または厚さもし
くは長さを適当に決めることにより、回転モーメント抵
抗及゛び同心リングの相対回転角度を、種々に異ならせ
ることができる。このため、バランス装置の使用を必要
とする部材の重力バランスの大きさ・回転角度に応じた
設計がいかようにもできる。例えば、ロボットアームの
重量が比較的大きく、かつロボットアームが大きく回転
する場合において、バランス力を大きくとり、かつ可回
転角度を大きくとる必要があるが、本発明によれば、同
心リングを多数個とし、弾性抵抗体は、例えば、ウレタ
ンゴムを使用し、一層当りにおいて、回転変形と変形に
伴う抵抗を大きくとれる適当な体積とすれば良い。また
、アームの重量が追加部材等の付加により増加した場合
には、本発明の回転モーメント抵抗リングを必要なだけ
増せば良い。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第一実
施例の正面図であり、第2図は、第1図におけるII 
−II断面図である。 第3図、第4図は、バランス装置として、上記の回転モ
ーメント抵抗リングRを使用した産業用ロボットの概略
正面図である。 第5図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第二実
施例を示す縦断面図である。 第6図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第三実
施例を示す正面図である。 第7図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第四実
施例を示す正面図である。 第8図、第9図は、いずれも本発明の回転モーメント抵
抗リングの第五実施例を示す正面図を示し、第8図は、
中立状態を示し、第9図は、バランス状態を示す。 第10図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第六
実施例の正面図を示す。 第11図は、本発明の回転モーメント抵抗リングの第七
実施例の正面図を示し、第12図は、第11図における
■−■断面図を示す。 R,R1,R2・・・回転モーメント抵抗リング、1.
2,3,4,5,6,7,8,9.10−・・同心リン
グ、 la、2a、3a、4a、5a *・・同心リング、l
b、2b、3b、4b、5b−・・同心リング、11.
12,13,14,15.16.1?、18,19,2
5,30・e中骨性抵抗体、

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 二個または三個以上の同心リングを、リング間を占める
    弾性抵抗体で直列接続してなることを特徴とする回転モ
    ーメント抵抗リング。
JP59175174A 1984-08-24 1984-08-24 回転モ−メント抵抗リング Expired - Lifetime JPH0684769B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59175174A JPH0684769B2 (ja) 1984-08-24 1984-08-24 回転モ−メント抵抗リング

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59175174A JPH0684769B2 (ja) 1984-08-24 1984-08-24 回転モ−メント抵抗リング

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6155421A true JPS6155421A (ja) 1986-03-19
JPH0684769B2 JPH0684769B2 (ja) 1994-10-26

Family

ID=15991560

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP59175174A Expired - Lifetime JPH0684769B2 (ja) 1984-08-24 1984-08-24 回転モ−メント抵抗リング

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63100183U (ja) * 1986-12-19 1988-06-29

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5430371A (en) * 1977-08-12 1979-03-06 Hitachi Ltd Lamination type vibration-proof rubber
JPS6113022A (ja) * 1984-06-20 1986-01-21 ユナイテツド・テクノロジーズ・コーポレイシヨン エラストマ軸受

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JPH0684769B2 (ja) 1994-10-26

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