JPS6248486A

JPS6248486A - ア−ムの駆動装置

Info

Publication number: JPS6248486A
Application number: JP19033185A
Authority: JP
Inventors: 祐造沢田
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1985-08-28
Filing date: 1985-08-28
Publication date: 1987-03-03

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）この発明はロボット等におけるアームの駆動装置に関す
るものである。

（従来の技術）ロボットのアーム駆動装置の従来例としては、例えば特
開昭５７−１８９７８５号公報に記載された装置を挙げ
ることができる。この装置の概略構成を第５図に示すが
、図のようにベース５１に第１アーム５２が回動可能に
支持され、またこの第１アーム５２の先端部に第２アー
ム５３が回動可能に支持されている。そして上記第１ア
ーム５２は、ベース５１に取着されたモータ５４によっ
てプーリ５５、タイミングベルト５６、プーリ５７をそ
れぞれ介して駆動されるようなされている。また上記第
２アーム５３は、上記第１アーム５２に、その回動軸と
略同軸１−に取着されたモータ５８によって、上記と略
同様にプーリ５９、タイミングベルト６０、プーリ６１
をそれぞれ介して駆動されるようになっている。なお上
記のような構造において、タイミングベルトに代えて、
スチールベルトやチェノが用いられることもある。

一方、ロボットのアーム駆動装置の他の従来例としては
、例えば特開昭５８−１３７５８１号公報に記載された
装置を挙げることができる。この装置の概略構成を第６
図に示すが、これは平面リンク機構を利用したものであ
って、第１アーム６２に設けた駆動軸６３を、駆動源（
図示せず）によって回転駆動し、これにより一対のリン
ク６４．６５を介して第２アーム６６を駆動するように
した構造のものである。

（発明が解決しようとする問題点）ところで上記した前者のタイミングベルト等を使用する
アーム駆動装置においては、動力伝達機構の途中にタイ
ミングベルト等の可撓性部材が介在するため、その剛性
が充分なものでなく、そのため高精度の位置制御を行う
ことができないという欠点がある。

一方、後者のリンク機構を利用した駆動装置においては
、充分な剛性を有するために高精度の位置制御を行うこ
とは可能であるが、リンク６４．６５の相互干渉の問題
があるために、第２アーム６６の動作範囲が制限される
、つまり第２アーム６６を連続回転させることができな
いという欠点がある。

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、動力伝達機構が充分な剛
性を有するため、アームの高精度な位置制御が行え、し
かもアームを連続回転させることの可能なアームの駆動
装置を提供することにある。

（問題点を解決するための手段）そこでこの発明のアームの駆動装置においては、ベース
１に対して回転可能に支持されると共に駆動源６によっ
て回転駆動される第１回転体８と、第１回転体８から斜
めに変位した位置において上記第１回転体８の回転軸Ａ
とは平行な回転軸Ｂを中心に回転する第２回転体９と、
上記第１回転体８と第２回転体９とを連結する連結棒１
０とを有し、上記連結棒１０の両端部１０ａ　、　１０
ｂはそれぞれ両回転体８．９に対し、上記両回転軸Ａ、
Ｂから等距離り離れ、かつ回転方向に同位相θとなる位
置に回転可能に取着して、上記第１回転体８の回転を上
記連結棒１０を介して第２回転体９に伝達すべく構成し
、上記第２回転体９にアーム３を取着しである。

（作用）上記の結果、駆動源６によって第１回転体８を回転させ
、連結棒１０及び第２回転体９を回転させることにより
アーム３を駆動することが可能となる。この場合、上記
第１回転体８から第２回転体９へと駆動力を伝達する連
結棒１０は、従来の平面リンク機構のように動作範囲が
制限されるものではないために、アーム３を連続回転さ
せることが可能である。また従来のタイミングベルトの
ような可撓性部材を使用するものではないため、第１回
転体８から第２回転体９へと至る駆動力伝達経路の剛性
を確保でき、アーム３の高精度な位置制御を行うことが
可能となる。

（実施例）次にこの発明のアームの駆動装置の具体的な実施例につ
いて、図面を参照しつつ詳細に説明する。

第１図において、■はベースを示しており、このベース
１に第１アーム２の基端部が回動可能に支持されている
。第１アーム２は、ベース１から斜め上方へと延びる筒
状の部材であって、その先端部には、第２アーム３の基
端部が回動可能に支持されており、またこの第２アーム
３の先端部には、ハンド４が支持されている。上記ベー
ス１には、上記第１アーム２を駆動するための駆動源５
と、上記第２アーム３を駆動するための駆動源６とがそ
れぞれ内設されている。そして上記第２アーム用の駆動
源６の出力軸７が、上記第１アーム２の基端部の内側に
導出されると共に、その先端部に第１回転体８が取着さ
れている。一方第１アーム２の先端部の内側には、第２
回転体９が配置されており、この第２回転体９と上記第
１回転体８とは、第１アーム２の内方を通って斜めに延
びる一対の連結棒１０、ｆｌｃよって連結されている。

なお上記第１回転体８は、第１アーム２の基端部内周に
ベアリング１２によって回転可能に支持されており、ま
た第２回転体９は、第１アーム２の先端部内周にベアリ
ング１３によって回転可能に支持されている。そして上
記第２回転体９は上記第２アーム３に固着され、上記第
１回転体８の回転により、連結棒１０．１１及び第２回
転体９を介して、第２アーム３を回転駆動し得るような
されている。この場合、上記第２アーム３の軸方向への
荷重は、図示しないが、主として第１アーム２によって
受支されるのであり、上記連結棒１０．１１に対し、軸
方向への大きな荷重が作用する訳ではない。

上記連結棒１０，１１は、第２図に示すように、その中
途部において上下に分割構成されており、その分割端部
近傍には逆ねじ１４．１５が形成され、この逆ねじ１４
．１５にナラｌ−１６が螺着されている。つまり上記ナ
ンド１６を締付けることにより、連結棒１０．１１に引
張力を付与し得るようなされているのである。なおこの
理由については後述する。

上記第１及び第２回転体８．９に対する上記連結棒１０
．１１の取付位置関係について、第３図に基づいて説明
する。まず一方の連結棒１０の一端部１０ａを第１回転
体８に、他端部１０ｂを第２回転体９にそれぞれ回転自
在に取着する訳であるが、このとき第１回転体８の回転
軸へから連結棒１０の一端部１０ａに至る距％ｌｌＬと
、第２回転体９の回転軸Ｂから連結棒１０の他端部１０
ｂに至る距離りとを等しくすると共に、さらに第１回転
体８の回転方向に対する連結棒の端部１０ａの位相、つ
まり仮想基準位置０からの回転角度θと、第２回転体９
の回転方向に対する連結棒端部１０ｂの位相θとを等し
くしておくのである。また他方の連結棒１１の両端部１
１ａ　、　ｌｌｂも上記とは別の位置において、上記と
同様な位置関係でもって両回転体８．９に取着されてい
る。なお上記のように複数の連結棒１０．１１を用いる
のは、第１回転体８から第２回転体９に回動力を伝達す
る際に、死点が生ずるのを防止するためであって、死点
が生ずるのを許容し得る場合には、単数の連結棒１０を
用いて実施してもよい。また１本の太い連結棒１０を使
用する場合よりも、２〜３本の細い連結棒１０．１１を
使用する場合の方が、剛性、強度ともに優れているため
、この点に関しては複数本の連結棒１０．１１を使用す
るのが好ましい。

第４図に上記連結棒１０の端部１０ｂの第２回転体９へ
の取付構造を示すが、図のように連結棒１０の端部１０
ｂは自動調心形ボールベアリング１７を介して第２回転
体９へと取着されており、連結棒１０に必要以上のモー
メントが作用するのを防止している。なお同図において
は、１８はベアリングナツト、１９はボール、２０．２
１はベアリングの内外輪をそれぞれ示している。また上
記連結棒１０の他端部１０ａ及び他の連結棒１１の両端
部１１ａ　、Ｉｌｂも上記と同様な構造で回転体１０．
１１に取着されているが、ここではその図示を省略する
。

上記したアームの駆動装置は、以下のように作動する。

まず第２アーム３を駆動する場合、駆動源６の出力軸７
によって第１回転体８を回転させる。そうすると、連結
棒ｌ０１１１がその一端側１０ａ　、　ｌｌａでは第１
回転体８の回転軸への周囲を、他端側１０ｂ　、ｌｌｂ
では第２回転体９の回転軸Ｂの周囲をそれぞれ旋回する
ことになり、これにより第２回転体９が回転し、第２ア
ーム３が駆動されることになる。一方、第１アーム２は
、駆動源５により駆動される。

そして上記したアームの駆動装置においては、上記した
一対の回転体８．９と、両者を連結する連結棒１０．１
１とによって駆動力伝達機構を構成しである訳であるが
、この機構は、従来の平面リンク機構のように動作範囲
が制限されるものではないために、アーム３の動作範囲
も制限を受けず、アーム３を連続回転させることが可能
である。

また従来のようにタンミングベルト等の可撓性部材を使
用するものではないために、機構全体の剛性を確保でき
、アームの高精度な位置制御を行うことが可能となる。

ところで上記連結棒１０．１１をその中途部にて分割構
成し、ナツト１６を締付けることにより連結棒１０．１
１に引張力を付与するようにした場合には、連結棒１０
．１１に取着された各ベアリング１７・・１７には、上
記引張力に起因して軸方向への荷重、すなわらスラスト
荷重が作用することになる。つまり上記各ベアリング１
７・・１７には予圧が作用し、第４図におけるベアリン
グ１７の下側のボール１９と内外輪２０．２Ｉとの間の
接触面積が増大した状態、すなわち変形量の増加の割合
が少ない状態となっている。一方、第２アーム３の駆動
時に連結棒１０、ＩＩには主として引張力が作用する訳
であるが、この引張力が変動しても、ベアリング１７が
上記のような状態になっているので、内輪２０の変形量
は小さなものとなる。つまり連結棒１０．１１に引張力
を付与することによりベアリング１７の剛性、ひいては
駆動力伝達機構の剛性を向上でき、アームの位置制御精
度を一段と向上することができるのである。またベアリ
ング１７に上記のように予圧を与え、ポール１９が内外
輪２０．２１に接触した状態でベアリング１７を使用す
るようにしであるので、ベアリング１７での隙間が減少
し、そのためバックラッシュを減少することが可能とな
る。

さらに上記した装置においては、第１アーム２の内部に
駆動力伝達機構を配置しであるために、その外観構成が
簡素なものになる。また上記駆動装置は、減速機を用い
る場合にももちろん使用し得るが、充分な剛性と高い位
置制御精度とを有することから、ダイレクトドライブ方
式にてアームを駆動する場合に特に通している。

なお上記実施例においては、第２７−ム３を駆動する場
合の説明をしたが、この駆動装置は第３アーム、あるい
は他のアームの駆動するのにも、もちろん使用可能であ
る。

（発明の効果）この発明のアームの駆動装置は上記のように、一対の回
転体と両者間を連結する連結棒とによって駆動力伝達機
構を構成しであるために、従来の平面リンク機構を利用
する場合のように動作範囲が制限されず、アームを連続
回転させることが可能である。また従来のようにタイミ
ングベルト等の可撓性部材を使用するものではないため
に、機構全体の剛性を確保でき、アームの高精度な位置
制御を行うことが可能となる・

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のアームの駆動装置の一実施例の全体
の説明図、第２図は連結棒の分割構成部分を示す断面図
、第３図は連結棒の配置を説明するための説明図、第４
図は連結棒の回転体への取付構造を示す縦断面図、第５
図及び第６図は従来例の説明図である。Ｉ−・・ベース、３・・・第２アーム、６・・・駆動源
、８・・・第１回転体、９・・・第２回転体、１０．１
１・・・連結棒、ｌＯａ　、　１０ｂ　、１１ａ　、ｌ
ｌｂ　　・・・連結棒端部、Ａ・・・第１回転体の回転
軸、Ｂ・・・第２回転体の回転軸。第８図

Claims

【特許請求の範囲】

１、ベース（１）に対して回転可能に支持されると共に
駆動源（６）によって回転駆動される第１回転体（８）
と、第１回転体（８）から斜めに変位した位置において
上記第１回転体（８）の回転軸（Ａ）とは平行な回転軸
（Ｂ）を中心に回転する第２回転体（９）と、上記第１
回転体（８）と第２回転体（９）とを連結する連結棒（
１０）とを有し、上記連結棒（１０）の両端部（１０ａ
）（１０ｂ）はそれぞれ両回転体（８）（９）に対し、
上記両回転軸（Ａ）（Ｂ）から等距離（Ｌ）離れ、かつ
回転方向に同位相（θ）となる位置に回転可能に取着し
て、上記第１回転体（８）の回転を上記連結棒（１０）
を介して第２回転体（９）に伝達すべく構成し、上記第
２回転体（９）にアーム（３）を取着したことを特徴と
するアームの駆動装置。