JPS6238119B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は回転自在継手のロボツトアームに関
する。工業用ロボツトでは、ロボツトアーム端に
取付けた工具を多様な位置に配向できることが望
ましい。このため、ロボツトアームの最外端部材
が回転自在継手であるロボツトは先行技術により
公知である。

回転継手のロボツトアームは、二直交軸の周囲
で同時に旋回しその上第三軸の周囲で旋回する継
手から成る。継手は直交軸の周囲に回転を併用し
てロボツトアーム軸に対し全方位180゜可動する
ことができる。また、継手はその位置如何にかか
わらずロボツトアームの軸周囲で回転できる。こ
の特質を持つ公知の継手は自在継手である。従来
の自在継手の欠点は作業領域が制限されているこ
とである。広い作業領域を得るには夫々の自在継
手の作業領域の総計が望ましい機能を提供するよ
うな方法で幾つかの自在継手を組立てることが望
ましい。（数ケの自在継手の組立により回転継手
式旋回ロボツトアームを形成させた旨記載したノ
ルウエイ特許137351号参照のこと。） 上記特許明細書記載のロボツトアームの特徴
は、自在継手の移動の累積効果は互いに回転し傾
斜する球状表面か湾曲表面の相互作用より得られ
る。このタイプの湾曲ロボツトアームでは湾曲表
面は相互に摺動し且つ噛合しないようにしなけれ
ばならない。

これは上記特許明細書によれば湾曲表面に網目
溝と隆起部または合致するピンと孔を具備するこ
とにより得られる。

実際の実施例によれば、かかる構成は各継手の
小移動にのみ使用され、多数継手は180゜可動す
るアームを作らなければならない。良質のロボツ
トアームの特質の一つは、運動が伝達される継手
間の転移に殆ど遊隙がないことである。遊隙を少
くするためには遊隙の総計が各継手遊隙の計であ
るからして、できるだけ継手の数を少くすること
が望ましい。

ピンと孔の噛合の利用は継手の移動をより広く
できるので用途が広い。その結果、インボリユー
ト構成のピンと孔を有する実施例が用いられてい
る。この場合、運動の伝達は互に全方位に回転す
る二つの球状歯車と同じように作動する。しかし
ながら、この構造は数ケの欠点を持つ。この種ロ
ボツトアームを改良するのが本発明の目的であ
り、この実施例の欠陥を以下に詳述する。

相互に接触する表面は遊隙と急激な動きを避け
るため高度の精度が要求される。先行技術の構造
は継手間の軸転位に非常に鋭敏である。

軸転位は二つの網目歯車の軸間距離を変更する
のと同じ効果がある。継手に遊隙があつてはなら
ないので中心から中心の距離と各継手の組立には
高い精度を必要とする。装置の組立と設置の間に
これを調整する必要がある。この実施例の一つの
欠点は、円形歯が大径孔とかみ合うから、各継手
間の接触表面が大変小さくなることである。接触
の僅少な表面は摩耗の増大となる。機械の制限が
あつて一つ以上の歯を外側位置で全部噛合させる
ことはできない。噛合する歯の寸法は曲げ応力、
せん断応力、特に材質疲労の点で構造が耐え得る
ものでなければならない。

この発明の目的は、数ケの自在継手を相互に接
続して新規な回転自在継手のロボツトアームを提
供することにある。すなわち、各継手間の接続は
比較的大きい接触表面を有し、それ故耐摩耗性に
優れ、接続の支持強度は同寸法の公知のロボツト
アームより大きく、軸転位または組立精度に対し
過度の精度を必要とせず、且つ各自在継手が円滑
安定した動作で可動するように構成している。

以下に、この発明の実施例を添付図面に基づき
詳述する。

第１図のロボツトアームは４つの自在継手１，
２，３，４から成る。この自在継手は、夫々第一
リンク５、第二リンク６、第三リンク７と第四リ
ンク８によつて相互に接続されており、言いかえ
らばこれれのリンクは連鎖リンク状に、しかし該
リンク間に配設した自在継手で連接され、リンク
は事実上自在継手の一部を構成している。最外部
リンク８の外端には工具を可撓ロボツトアームに
固定するための軸９が軸支されている。

本発明の可撓ロボツトアームはノルウエイ特許
137351号記載のアームと同一の方法で作られる。
この発明のロボツトアームに於いては、運動を一
継手から他の継手に伝達する方法が上記明細書に
記載されたロボツトアームとは異る。例えば、運
動は第一リンク５から隣接第三リンク７に伝達さ
れるがその第三リンク７は第一リンク５に取付け
た軸受内で可動自在に装着している球体１１の孔
内で摺動自在に嵌合するピン１０で形成されてい
る。リンク５，７が相互に可動する時、ピン１０
は第３図に示されている如く可動球体１１の孔内
で軸方向に摺動し同時に球体１１は回転する。二
リンク５，７間の接触表面はピン１０と可動球体
１１間の接触表面を形成する。ピン１０はリンク
５，７が動く時、球体１１の孔で軸方向摺動する
と考えられるので、特に軸精度が装置の組立中に
要求されない。唯一つのピン１０がかみ合つてお
り、ピン１０は決してはずれないので、急激な運
動は阻止される（噛合点は一ピンから次のピンへ
通過する時行なわれる）。

可動球体１１は在来型のリンク軸受である。

高精度軸受は低コストで入手できる。組立の良
好な機能に必要な表面は標準旋盤の通常工具で製
造できる。運動がリンク５，７の間を互に回転し
傾斜する湾曲表面により伝達される実施例と比較
すれば製造コストは従つて低廉である。

回転駆動軸１３は第二リンク６後部端に係止さ
れた軸受に前述と同一方法で可動自在に装着され
た球体１５の孔を貫通して前述ロボツトアーム支
持部材１４から延伸する。

駆動リング１６は第一自在継手１の外部と滑り
接触し、２個のピン１７と１８は駆動リングに取
付けられ、回転自在継手ロボツトアームを湾曲さ
せる前記ロボツトアーム支持部材１４に取付けら
れる夫々の縦方向可動ロツド（図示せず）に接続
するよう作られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る回転自在継手のロボツト
アームの斜視図、第２図は自在継手が一直線上に
ある時の同上ロボツトアームの二つの継手の接続
端部を示す断面図、第３図は自在継手が互に可動
する時の同上ロボツトアームの二つの継手の接続
端部を示す縦断面図である。 １，２，３，４……自在継手、５，６，７，８
……リンク、１０……ピン、１１，１５……球
体、１３……駆動軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 互いに連接した第一のリンク５、第二のリン
   ク６、第三のリンク７、及び第四のリンク８と該
   リンク間に配設した第一の回転自在継手１、第二
   の回転自在継手２、第三の回転自在継手３、及び
   第四の回転自在継手４を具備し、所望の駆動機構
   により制御された湾曲運動を行う回転自在継手の
   ロボツトアームに於いて、第一ないし第四のリン
   ク５，６，７，８はチエンリンクのように連設
   し、リンクの相互連設端の間に置かれた第二ない
   し第四の回転自在継手２，３，４により、ピボツ
   ト接続されており、第一のリンク５及び第三のリ
   ンク７は第二のリンク６に結合し、第一のリンク
   ５及び第三のリンク７並びに第二のリンク６及び
   第四のリンク８の隣接する末端はピボツト接続さ
   れており、第一のリンク５及びロボツトアーム支
   持部材１４から延伸し突出する駆動軸１３は第一
   の回転自在継手１にピボツト接続されており、該
   駆動軸１３は接続したロボツトアームを自身の軸
   の回りで回転させるようになつており、駆動リン
   グ１６は第一の回転自在継手１の外部と滑り接触
   し、ロツド接続ピン１７，１８は該駆動リング１
   ６に取り付けつけられ、該ロツド接続ピン１７，
   １８の他端は前記ロボツトアーム支持部材１４に
   取り付けられる縦方向ロツドにそれぞれ接続され
   ることにより第一の回転自在継手１の周りで外方
   の湾曲を行うように配置されており、第一のリン
   ク５に連接する第二のリンク６の後端は相当する
   外方の湾曲運動を第三のリンク７及び第四のリン
   ク８に伝達するために前記駆動軸１３にピボツト
   接続されており、第一のリンク５及び第三のリン
   ク７の間並びに第二のリンク６及び第四のリンク
   ８の間の隣接端間のピボツト接続は、第三のリン
   ク７及び第四のリンク８はそれぞれ第一のリンク
   ５及び第二のリンク６の前方に位置し、それぞれ
   の後端に固定的に取り付けられたピン１０を構成
   し、該ピンは後方隣接のそれぞれ第一のリンク５
   及び第二のリンク６の前端に係止された軸受部１
   ２に可動自在に装着された球体１１の孔に摺動自
   在に貫通しており、更に前記駆動軸１３と第二の
   リンク６の間のピボツト接続は、前記駆動軸１３
   の自由端が第二のリンク６の後端に係合された軸
   受部に可動自在に装着された第二の球体１５の孔
   に貫通したことを特徴とする回転自在継手のロボ
   ツトアーム。