JPS6190888A - 産業用ロボツトのア−ム装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶接あるいは組立などを行なう産業用ロボ
ットのアーム装置に関し、そのアーム装置が異物に衝突
してもその衝撃によってアーム装置が破損しないように
した産業用ロボ７）のアーム装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来２例えば特開昭５８−１６（１０９４号公報に示さ
れているように、ロボット腕に過大トルクが加わった場
合、水平回転方向および垂直回転方向の少なくとも一方
において、ロボット腕を自由回動可能状態に変化させ、
その自由回動状態となったことによって過大な外力を回
避するようにしたロボット装置があった。

しかしながら、このような従来装置においては。

水平回転方向における自由回動状態発生機構および垂直
回転方向における自由回動状態発生機構をそれぞれ別個
の位置に設けなければならず、装置の構成が複雑化、大
型化し、その結果製作コストが増大するという不都合が
あった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、構造が簡単で小型化された衝撃回避機構を有
するロボットのアーム装置を提供することを目的とする
。

さらに、この発明は衝撃回避機構の衝撃回避時の回避範
囲を大きく取れるようにし、より一層効果的に衝撃回避
及び破損防止が行なえるようにすることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る産業用ロボットのアーム装置は。

異常な外力に対する回避動作を行なう回避動作機構を、
アームに連結固定てれたハウジングであって、アームか
ら離れた部分に複数の突出部を有し。

その突出部間に開放部が形成されているハウジングと；
上記突出部により上記ハウジング内に、水平方向の回動
および上下方向の回動が行なえるように収納きれた可動
部材と；上記／・ウジングと上記可動部材との間に所定
の連結力を付与して、平常時は上記ハウジングと上記可
動部材との相対回動運動を阻止し、上記異常外力発生時
は上記ハウジングと上記可動部材との相対回動運動を付
与する連結機構と；を有しており、この回避動作機構と
上記操作機構とを、上記突出部間の開放部幅より充分細
い連結軸により連結したことを特徴としている。

〔作用〕

この発明においては、０］′動部材の収納保持を行なう
部分が、突出部にて構成されているため、これら突出部
の間に形成される開放部も回避動作のために利用するこ
とができ、それによって回避動作範囲を大幅に拡大する
ことができ、通常位置から角度９０°以上にわたって回
：Ｍ動作することができる。

さらに・回避動作機構は、突出部をゼするハウジングと
、その内部に収納された可動部材とにより構成されてお
り、可動部材というひとつの相対変位可能部材によって
あらゆる方向に回避動作できるものである。従って１回
避動作機構が簡略化される。

〔発明の実施例〕

第１図〜第６図はいずれもこの発明の実施例に係るもの
であり、第１図において、ロボットの基体（１）にはそ
の上部に支柱（２）が設けられておシ、この支柱（２）
には回転駆動軸（３）が回転自在に設けられている。第
１のアーム（４）はその駆動軸（３）の上端に連結され
、駆動軸（３１０回転運ｋｈ（図示されていないが内蔵
された電動機によって運動が付与される）に従って水平
面内において回動する。

第１のアーム（４）の先端には回転駆動軸（５）が設け
られ、この駆動軸（５）の下端には第２のアーム（６）
が連結てれ、第１のアーム（４）と同昧に、駆動軸（５
）の回転運動に従って水平面内において回動する。

第２のアーム（５）の先端には回転駆動軸（７）が設け
られ、その下端には、後述する衝撃回避機構（８）が連
結されており、駆動Ｍａｌ　ｔ７１の回転運動に従って
機構（８）全体が連動回転するようになっている。

衝撃回避機構（８）の下部には物品（９）を把持する一
対の爪（１０１Ｑ［）を有する操作機構Ｏυが連結され
２通常時は、衝撃回避機構（８）を介して駆動軸（７）
の回転運動に従って水平面内において回動するようにな
っている。

第２図、第３図は上述した衝撃回避機構（８）の詳細を
示しており、駆動軸（７）にはハウジング（８１１が連
結され、駆動軸（７）の回転に従ってハウジング化υは
連動回転する。・・ウジング（８１Ｊの下部には等間隔
に３つの ｍ個にカーブした突出部１８２１１１１２１姉が設けら
れており。

ハウジング！８１１の内面および突出部ｔ８２）１８２
１１１１２１の内面によりその内方に球状の空間が形成
されている。この球状空間には、第３図に示すように１
球体關が収容され１回動可能に保持されている。球体關
には、突出部（ユ（８岨肋のそれぞれに設けられた連結
機構（８Ａに対応して、凹部ｔｉｆｆｉｌ　ｔａｂｌ　
ｉ＋が形成されている。

連結機構（圓は、突出部（８２１姉侶りを水平方向に貫
通する穴内に配置された。調整ねじ（８４ａ）（８４ａ
）（８４ａ）。

コイルスプリング（８４ｂＸ８４ｂＸ８４ｂ）、　ｆｆ
ｌ金（８４ｃ）（８４ｃ）（８４Ｃ）　、ボール（８４
ｄ）（８４ｄ）（８４ｄ）によ多構成されている。この
連結機構（８４１により連結力が付与されて。

ハウジング化υの回転運動が球体ｌ８３）に伝達される
。

連結力は調整ねじ（８４ａ）により調整される。

上述した突出部（８２１（８２１Ｉ８２１のそれぞれの
間には開放部が形成されており、この開放部の上端（ハ
ウジング＋８１）の下縁面）は上記球体戯の回動中心よ
りも上方に位置している。

操作機１Ｊ７７（１１１は、操作＠（ｌｌａ）により球
体關に連結固定されており１球体＆）の回動に従って、
レバー（ｌｌｂ）が水平面内において回動する。軸（ｌ
ｌａ）の太さは上記突出部ｖＪ（８２１姉の間の開放部
幅より充分細くなっており、開放部の中で充分な量移動
できるようになっている。

なお２図示されていないが、操作機構（１１１の〕・ウ
ジフグ（Ｉｌｃ）内に設けられた機構により爪υυ１（
１０）を開閉し、ｍ体（９）の把持、離脱動作を行なう
ようになっている。

動作の説明を以下性なうと、操作機構圓が、駆動軸（７
）の回転に従って及び（又は）第２のアーム（６）の回
動に従って水平運動している途中において。

何らかの・吻体に衝突したとすると、操作機構（１１）
はその位置で移動が停止する。しかし、駆動＝　（７１
及び（又は）第２アーム（６）は移動を継続しようとす
るため、抑圧機構（８４１のポール（Ｓ４ｄ）がコイル
ばね（８４ｂ）の力に抗して球体關の凹部（８５）から
脱し、その後操作機構（１１１は）・ウジング（８Ｉ）
の回動に関係なく自由に相対運動できるようになり、第
４図に示すように、垂直方向に回避動作したり、第５図
に示す状態から第６図に示す状態へと水平方向に回避動
作したシして、衝突による衝撃発生、およびそれによる
損傷を防止する。

回避動作は、上記のような垂直方向、水平方向ばかりで
なく、これら両方向への動きを合成した斜め方向におい
ても行なわれ、あらゆる方向へ回避動作することが可能
である。

この発明においては２球体□の保持部が突出部ｆ８２１
　＋８２）　（８２１にて構成されているため、これら
突出部（８２Ｉ（８２１１，８’ｌｌの間に形成される
開放部も回避動作のために利用され、操作機構Ｏυの回
避動作範囲を、第４図に示すように、拡大することがで
き１通常位置から角度９０°以上にわたって回避動作す
ることができる。

しかも、ハウジング（８１１の下縁部および突出部（肋
！８２１　＋８２１の外面は、外方に向かって次第に広
がる開放部を形成するよう、それぞれ傾斜面にて構成さ
れており、この傾斜面によっても操作機構Ｑｌｌすなわ
ち操作）細（ｌｌａ）の回動可能範囲を拡大している。

さらに１回避動作機構（８）は、突出部＋８２１［Ｆ］
２）（肋を有するハウジング（８１）と、その内部に収
納された球体□□□）とにより構成されており２球体（
８３１というひとつの相対変位可能部材によってあらゆ
る方向に回避動作できるものである。従って１回避動作
機構が簡略化され、小型化きれ、安価に製作できるもの
となる。

なお、上記実施例においては、ロボットのアームが水平
面内において回動するものを示したが。

アームが垂直方向に動いたり、水平・垂直双方の方向に
動いたりするものであってもこの発明を適用することが
できる。

１だ、突出部（８２１の数は３個ばかりでなく、２個あ
るいは４個であってもよく・その数は用途にあわせて適
宜選定すれば良い。

さらに、押圧機構ｆ＆ＩＪは１球体田に、水平方向から
押圧力を加えるものとしたが、水平方向に限られること
はなく、斜め上下方向から押圧するようにしても何ら差
支えない。

〔発明の効果〕

この発明においては、異常外力の回避動作機構の部品の
ひとつである可動部材収納保持部分が。

突出部にて構成されているため、これら突出部の間に形
成される開放部も回避動作のために利用することができ
、それによって回避動作範囲を大幅に拡大することがで
きるものである。

さらに１回避動作機構は、突出部を有するハウジングと
、その内部に収納された可動部材とにより構成てれてお
り、可動部材というひとつの相対変位可能部材によって
あらゆる方向に回避動作できるものである。従って２回
避動作機構が簡略化され、小型化され、安価に製作でき
るものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用し得る産業用ロボットの全体構
成を示す正面図。 第２図は第１図におけるロボットのアーム先端に設けら
れた回避動作機構と操作部を示す正面図。 第３図は第２図における回避動作機構の内部構成を示す
一部破断正面図。 第４図は回避動作機構による操作部の垂直面内における
回荘動作を示す正面図。 ｇｓ図はアーム先端の回避動作機構および操作部を下方
から見た状態を示す下面図。 第６図は操作部が水平面内において回避動作した状態を
示す下面図。 図中、同一符号で示した部分は同一、又は相轟部分を示
している。 ＋４１　（６＋・・・アーム、（８）・・・回避動作機
構、　（ａ＋＋・・・ハウジング、す・・・突出部、田
・・・球体（’ＯＴ動部材）、（ｄ・・・連結機構、０
１）・・・操作機構、　（ｌｌａ）・・・連結軸。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. （１）指令された方向に移動するアームと；このアーム
   の一部に連結され、指令された作業を行なう操作機構と
   ；上記アームと操作機構との間に設けられ上記操作機構
   に異常な外力が加えられると上記操作機構を上記アーム
   に対し相対移動させて外力回避動作させる回避動作機構
   と；を備え、上記回避動作機構は、 ａ）上記アームに連結固定されたハウジングであって、
   上記アームから離れた部分に複数の突出部を有し、上記
   突出部間に開放部が形成されているハウジング、 ｂ）上記突出部により上記ハウジング内に、水平方向の
   回動および上下方向の回動がともに行なえるように、収
   納された可動部材、 ｃ）上記ハウジングと上記可動部材との間に所定の連結
   力を付与して、平常時は上記ハウジングと上記可動部材
   との相対回動運動を阻止し、上記異常外力発生時は上記
   ハウジングと上記可動部材との相対回動運動を付与する
   連結機構、 を有しており、この回避動作機構と上記操作機構とは、
   上記突出部間の開放部幅より充分細い連結軸により連結
   されていることを特徴とする産業用ロボットのアーム装
   置。
2. （２）特許請求の範囲第１項において、上記可動部材は
   、球体にて構成され、上記ハウジング内にて、水平方向
   、上下方向の双方に回動可能に保持されている産業用ロ
   ボットのアーム装置。
3. （３）特許請求の範囲第２項において、上記ハウジング
   は、その突出部とにより、その内部に球面状の保持面を
   形成している産業用ロボットのアーム装置。
4. （４）特許請求の範囲第１項において、上記連結機構は
   、上記複数の突出部に配置され、上記突出部は上記可動
   部材の側方に位置し、もって上記可動部材に、その側方
   複数方向から、連結力を付与する産業用ロボットのアー
   ム装置。
5. （５）特許請求の範囲第１項において、上記連結機構は
   、上記可動部材の側方複数方向から、上記可動部材に押
   圧力を加え、それにより上記可動部材が上記ハウジング
   に対し相対回動運動することを阻止する産業用ロボット
   のアーム装置。
6. （６）特許請求の範囲第５項において、上記可動部材は
   球体にて構成され、その球体外面には上記連結機構に対
   応する位置に凹部が形成されており、一方上記連結機構
   は、上記凹部に対し進退自在に弾性的に押圧される部材
   を有し、上記異常外力発生時には、上記押圧部材が退動
   して上記凹部より離脱し、もって上記可動部材が上記ハ
   ウジングに対し相対回動可能状態となる産業用ロボット
   のアーム装置。
7. （７）特許請求の範囲第６項において、上記連結機構の
   押圧部材は、弾性体により、常時、上記球体方向に所定
   圧力が付与されたボールで構成されている産業用ロボッ
   トのアーム装置。
8. （８）特許請求の範囲第７項において、上記弾性体の上
   記ボールに対する圧力は、上記ハウジングに設けられた
   調整ねじによる上記弾性体の弾性変形量の可変調整によ
   って、増減される産業用ロボットのアーム装置。
9. （９）特許請求の範囲第１項において、上記突出部の間
   に形成される開放部の上記アーム側の縁部は、上記可動
   部材の回動中心よりも上記アーム側に近い位置に存在し
   ている産業用ロボットのアーム装置。
10. （１０）特許請求の範囲第１項において、上記突出部の
    間に形成される開放部の縁面は、すべて、上記ハウジン
    グ外方に向かって広がるような傾斜面にて構成されてい
    る産業用ロボットのアーム装置。