JPS6260238B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は例えば産業用ロボツトなどに使用され
るフレキシブルアーム装置に関する。

従来の技術 産業用ロボツトに使用されているアームの多く
は、リンク機構を採用したものであつた。このリ
ンク機構によると、作業空間が狭くて且つ正面に
障害物がある場合には不適当であつた。この欠点
を解消するものとして、厚みが変化させられた多
数の円板を連結させて構成すると共に、この円板
を回転させることにより、任意の方向に曲げられ
るようにしたアーム（特開昭58―59785号公報）
及び多関節型アーム（特開昭59―129687号公報）
が提案されている。

発明が解決しようとする問題点 しかし、上記従来のアームによると、任意の方
向に曲げることはできても、同時に伸縮させるこ
とができず、従つて複雑な工程の自動化を図る場
合に支障があつた。

問題を解決するための手段 上記問題を解決するため、本発明のフレキシブ
ルアーム装置は、第１平面内に120゜置きで放射
状に配置されると共にそれぞれ一端部同志が連結
された３本の棒状体と、各棒状体にその軸心方向
で摺動自在に保持された摺動体と、上記各棒状体
の他端部にそれぞれ一端部が軸支されて、第１平
面に垂直な第２平面内で摺動自在な第１及び第２
揺動リンクと、各第１揺動リンクとそれに対応す
る摺動体とを連結して第１揺動リンクを第１平面
によつて区切られる一方の空間内で案内する第１
連結リンクと、各第２揺動リンクとそれに対応す
る摺動体とを連結して第２揺動リンクを第１平面
によつて区切られる他方の空間内で案内する第２
連結リンクとから成る基本単位体を、それぞれ対
応する揺動リンクの他端部間に介装される球面軸
受を介して、複数個連結し、上記複数個の基本単
位体のうち端部に位置する基本単位体の各揺動リ
ンク遊端部と架台とをそれぞれ駆動用揺動リンク
を介して連結すると共に、各揺動リンク遊端部と
各駆動用揺動リンクとの間に球面軸受を介装し、
且つ上記各駆動用揺動リンクの架台側端部にウオ
ームホイールを取付けると共に、これらウオーム
ホイールに噛合うウオームを有して上記各駆動用
揺動リンクを別個に揺動させる電動機を設けたも
のである。上記構成において、電動機により、
120゜置きに配置された棒状体の一端部に設けら
れた第１及び第２揺動リンクの各組を同一揺動角
でもつて揺動させれば、フレキシブルアームは伸
縮し、また第１及び第２揺動リンクの各組を異な
る揺動角でもつて揺動させれば、フレキシブルア
ームは所定の方向に曲がる。

実施例 以下、本発明の一実施例を第１図〜第７図に基
づき説明する。１はフレキシブルアーム装置で、
フレキシブルアーム２を構成する複数個（本実施
例では２個）の基本単位体３と、基本単位体３の
一端側に連結された第１端部単位体４と、基本単
位体３の他端側に連結された第２端部単位体５
と、この第２端部単位体５を介して上記フレキシ
ブルアーム２を任意の方向に曲げると共に伸縮さ
せる駆動装置６とから構成されている。以下、フ
レキシブルアーム２、第１端部単位体４、第２端
部単位体５、駆動装置６の順で説明する。第１図
〜第５図に示すように、上記フレキシブルアーム
２は複数個の基本単位体３によつて構成されてい
る。この基本単位体３は、第１平面（例えば第１
図においては水平面）内に120゜置きで放射状に
配置されると共にそれぞれ一端部同志が円柱状連
結部材７を介して連結された３本の棒状体８と、
これら各棒状体８にその軸心方向で摺動自在に外
嵌保持された摺動体（例えばリニアベアリング）
９と、上記各棒状体８の他端部に、連結ピン（第
１平面内で且つ棒状体８と直交する軸心を有す
る）１０を介して軸支されて第１平面に垂直な第
２平面（第１図においては鉛直面）内で揺動自在
な第１及び第２揺動リンク１１，１２と、各第１
揺動リンク１１の中間部とそれに対応する摺動体
９とを連結して第１揺動リンク１１を第１平面に
よつて区切られる一方の空間（第１図においては
上方空間）内でその揺動を案内する第１連結リン
ク１４と、各第２揺動リンク１２の中間部とそれ
に対応する摺動体９とを連結して第２揺動リンク
１２を第１平面によつて区切られる他方の空間
（第１図においては下方空間）内でその揺動を案
内する第２連結リンク１５とから構成されてい
る。なお、上記各棒状体８同志の長さ、各揺動リ
ンク１１，１２同志の長さ、及び各連結リンク１
４，１５同志の長さは、それぞれ等しくされてお
り、また各揺動リンク１１，１２及び各連結リン
ク１４，１５は棒状体８の両側に交互に設けられ
ると共に、各連結リンク１４，１５の端部は、そ
れぞれ上記連結ピン１０と平行な取付ピン１６に
より相手方に接続されている。そして、フレキシ
ブルアーム２は、上記基本単位体３が２個連結さ
れたもので、しかもその連結部には球面軸受１７
が使用されている。即ち、一方（例えば下方）の
基本単位体３Ａの第１揺動リンク１１の他端部
（上端部）には取付ピン（連結ピン１０と平行な
軸心を有するもの）１８を介して球面軸受１７が
取付けられると共に、他方（例えば上方）の基本
単位体３Ｂの第２揺動リンク１２の他端部（下端
部）には、上記球面軸受１７を保持する保持箱１
９が取付けられている。次に、第１及び第２単部
単位体４，５について説明する。第１図に示すよ
うに、第１端部単位体４は、上記フレキシブルア
ーム２とロボツトの操作部（例えば手首部）とを
連結するためのもので、基本単位体３と同様に放
射状に連結された３本の連結用棒状体２０と、同
じく第２揺動リンク１２と同様の連結用揺動リン
ク２１とから構成されると共に、この連結用揺動
リンク２１とフレキシブルアーム２の上方の基本
単位体３Ｂの第１揺動リンク１１とがやはり上記
と同じ球面軸受１７を介して連結されている。ま
た、第６図に示すように、第２端部単位体５は、
フレキシブルアーム２とその駆動装置６とを連結
するもので、基本単位体３の第１揺動リンク１１
と同様の駆動用揺動リンク２２の一端部が基本単
位体３と同様の配置で架台２３上に支持ピン２４
を介して支持されると共に、他端部が上記と同じ
球面軸受１７を介してフレキシブルアーム２の下
方の基本単位体３Ａの第２揺動リンク１２に連結
されている。次に、駆動装置について説明する。
第６図に示すように、上記各駆動用揺動リンク２
２の支持ピン２４側には扇形状のウオームホイー
ル２５がそれぞれ固定され（勿論、駆動用揺動リ
ンク２２とウオームホイール２５とを支持ピン２
４を介して連結してもよい。）、また上記各駆動用
揺動リンク２２に対応する位置の架台２３下面に
は、それぞれ減速機付サーボモータ（電動機）２
６が取付けられると共に、それぞれの出力軸２６
ａには上記ウオームホイール２５に噛合うウオー
ム２７が取付けられている。

従つて、架台２３下面に配置された３個のサー
ボモータ２５を同じ回転角度でもつて回転させ
て、例えば各駆動用揺動リンク２２を下方に揺動
させると、下方の基本単位体３Ｂの第２揺動リン
ク１２が追従し、棒状体８とこの第２揺動リンク
１２との成す角度（α）が小さくなると同時に、
摺動体１３が内方に移動し、棒状体８と第１揺動
リンク１１との成す角度（β）も撞様に小さくな
る（勿論、α＝βである。）。従つて、全体的に縮
むことになる。また、３個のサーボモータ２５の
うち例えば１個だけ回転角度を大きくすると、そ
のサーボモータ２６に接続されている駆動用揺動
リンク２２が他の駆動用揺動リンク２２より大き
く傾くため、この駆動用揺動リンク２２に連結さ
れている各揺動リンク１１，１２，２１も大きく
傾き、従つてフレキシブルアーム２は全体的に伸
縮すると共にその方向に曲がることになる。な
お、各単位体３，４，５同志の連結部に、球面軸
受１７が介在されているのでフレキシブルアーム
２が自由に傾くことができる。また、３個のサー
ボモータ２６の回転角度を適当に選ぶことによつ
て、フレキシブルアーム２の長さ及びその曲げ方
向を自由に調節することができる。なお、第７図
は、フレキシブルアーム２をある方向に曲げた場
合の概略斜視図である。

発明の効果 上記本発明の構成によれば、フレキシブルアー
ムを、120゜置きに配置された３本の棒状体と、
これら棒状体の各一端部に互いに反対方向に揺動
する第１及び第２揺動リンクとから成る基本単位
体を複数個連結して構成したので、電動機によ
り、第１及び第２揺動リンクの各組を同一角度で
もつて揺動させれば、各棒状体の間隔即ちフレキ
シブルアームを伸縮させることができる。また、
上記基本単位体同志の連結部に、球面軸受を介在
させたので、第１及び第２揺動リンクの各組を異
なる角度でもつて揺動させれば、各棒状体によつ
て構成される第１平面同志を互いに傾斜させるこ
とができ、従つてフレキシブルアームを伸縮と同
時に任意の方向にも傾斜させることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図
は全体概略構成図、第２図は棒状体連結部分の断
面図、第３図は第２図の―矢視図、第４図は
揺動リンク部の断面図、第５図は連結リンク部の
断面図、第６図は駆動装置の側面図、第７図は動
作を示す概略斜視図である。 １…フレキシブルアーム装置、２…フレキシブ
ルアーム、３，３Ａ，３Ｂ…基本単位体、５…第
２端部単位体、６…駆動装置、８…棒状体、９…
摺動体、１１…第１揺動リンク、１２…第２揺動
リンク、１４…第１連結リンク、１５…第２連結
リンク、１７…球面軸受、２１…連結用揺動リン
ク、２２…駆動用揺動リンク、２３…架台、２５
…ウオームホイール、２６…サーボモータ（電動
機）、２７…ウオーム。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 第１平面内に120゜置きで放射状に配置され
   ると共にそれぞれ一端部同志が連結された３本の
   棒状体と、各棒状体にその軸心方向で摺動自在に
   保持された摺動体と、上記各棒状体の他端部にそ
   れぞれ一端部が軸支されて、第１平面に垂直な第
   ２平面内で揺動自在な第１及び第２揺動リンク
   と、各第１揺動リンクとそれに対応する摺動体と
   を連結して第１揺動リンクを第１平面によつて区
   切られる一方の空間内で案内する第１連結リンク
   と、各第２揺動リンクとそれに対応する摺動体と
   を連結して第２揺動リンクを第１平面によつて区
   切られる他方の空間内で案内する第２連結リンク
   とから成る基本単位体を、それぞれ対応する揺動
   リンクの他端部間に介装される球面軸受を介し
   て、複数個連結し、上記複数個の基本単位体のう
   ち端部に位置する基本単位体の各揺動リンク遊端
   部と架台とをそれぞれ駆動用揺動リンクを介して
   連結すると共に、各揺動リンク遊端部と各駆動用
   揺動リンクとの間に球面軸受を介装し、且つ上記
   各駆動用揺動リンクの架台側端部にウオームホイ
   ールを取付けると共に、これらウオームホイール
   に噛合うウオームを有して上記各駆動用揺動リン
   クを別個に揺動させる電動機を設けたことを特徴
   とするフレキシブルアーム装置。