JPS6270913A - 多関節型ロボツト装置 - 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」 本発明は、多関節型ロボット装置に関し、さらに詳しく
は、溶接、塗装、パリ取り２組立て等の作業を行う産業
用ロボット装置として有用な多関節型ロボット装置に関
する。

「従来技術」 従来の多関節型ロボット装置における多関節型ロボット
本体の一例について説明すると、基本的にはアーム部と
手首部の２つの部分から構成されており、アーム部は空
間での手首部の位置制御のために３自由度を有しており
、作業工具を持つ手首部は作業工具の姿勢制御のために
３自由度ををしている。つまり、ロボット本体としては
全体で６自由度を有している。

第９図はその運動機能を示す骨格図で、据付部５０に第
１回軸間節５１を介して基体５２が設けられると共にそ
の基体５２に設けられた第１旋回関節５３から第１アー
ム５４が延設され、その第１アーム５４の先端に第２旋
回関節５５が設けられかつその第２旋回関節５５から第
２アーム５６が延設され、その第２アーム５６の先端に
手首部５７が設けられて構成されている。

基体５２は第１回軸間節５１によって（居住部５０に対
して回転可能であり、これが第１の自由度θ。である、
第１アーム５４は第１旋回関節５３によって１つの旋回
面で旋回可能であり、これが第２の自由度θｌである。

第２アーム５６は第２旋回関節５５によって１つの旋回
面で旋回可能であり、これが第３の自由度θ３である。

これらアーム部の３つの自由度θ。、θｌ．θ。

によって空間内の所望の位置に手首部５７を移動するわ
けである。

手首部５７における３つの自由度はθｌ．θ５、θＧで
示されているが、これらが手首部５７の姿勢を決定する
。

手首部５７には通常は作業工具が把持され、手首部５７
の姿勢は作業工具の姿勢を決める。

作業工具の先端が手先部であり、手首部５７の位置と姿
勢とが決まれば、手先部の空間位置は一意的に定まる。

このような多関節型ロボット装置における教示の一つの
方法としては、所望の手先部の空間位置を作業空間に仮
想した空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）で表現して入力すると共
に、手首部の姿勢を方向余弦（ｍｘ　＋　ｍｙ　１ｍ工
）で表現して入力するものがある。多関節型ロボット装
置は、その内部演算によって、入力された空間座標（Ｘ
、Ｙ、Ｚ”）を各関節角（θ。、θｌ．θ３．θｌ．θ
５．θ。

）に変換する。かかる変換は、多関節型ロボットの幾何
学的形状から一意的に行うことができる。

また、この教示の他の一つの方法としては、空間座標軸
であるＸ軸、Ｙ軸５　ｚ軸のそれぞれに沿って手先部を
移動させる移動操作ボタンにより手先部を所望の位置に
移動させ、また、手先部の位置を保持したまま手首部の
姿勢を変える移動操作ボタンにより手首部の姿勢を所望
の姿勢とし、その所望の位置・姿勢で記憶ボタンを押し
てそのときの各関節の角度検出器の出力値を読み込ませ
ることで各関節角（θ。、θｌ．θｌ．θｌ．θ。

、θ６）を直接的に入力するものがある。

「従来技術の問題点」 上記従来装置では、手首部の位置決めのための自由度が
θ。、θ霊、θ３の３つである。

したがって、空間のある一点に手首部５７を位置させる
のに、アーム部の取りうる姿勢はただ一つである。

第１０図はこの様子を模式的に示すもので、ワークＷ近
傍の一つの位置に手首部５７を位置させるためには、両
アーム５４．５６を図の如き姿勢にする外ないのである
。

しかし、仮に何らかの障害物が存在して両アーム５４．
５６にその姿勢をとらせることができない場合、その空
間の一点には手首部５７を全く位置させることができな
くなる問題点がある。

ところで、人間の腕構造は手首部の位置決めの自由度が
４つであり、このため上記のように一つの腕の姿勢を採
ることができない場合は、肘の位置を動かして他の腕の
姿勢を採ることで、所望の空間の位置に手首部を位置さ
せることができるようになっている。

そこで、多関節型ロボット本体のアーム部の自由度を従
来の３から４に増やせば、複数の姿勢で手首部を所定の
空間位置ヘアブローチさせうろこととなり、より柔軟で
器用な作業が可能となると考えられる。

ところが、アーム部の自由度を４つとすると、その教示
をいかにすべきかが問題となる。

すなわち、従来の空間座標（Ｘ、　Ｙ、　　Ｚ）と方向
余弦（ｍ、、　ｍｙ、　ｆｆｌ、　）とを入力して教示
する方式では、入力するパラメータ数と求めるパラメー
タ数とが共に６であるから、一意的に各関節角（θ。、
θ鵞、θ３．θ斗、θ５．θＧ）を得られたが、アーム
部の自由度を４とすれば、求めるパラメータ数が７とな
り、各関節角（θ。、θ。

、θｌ１　θｌ．θｌ．θ６．θ６）を一意的に定める
ことができなくなるという問題点がある。

また、手首部を所望の位置・姿勢に実際に移動させて教
示する方式でも、従来の装置では同じ一つの空間位置に
アーム部の姿勢を変えてアプローチするような操作を行
うことが出来ないという問題点がある。

「発明の目的」 本発明の目的とするところは、空間のある一点に手首部
を位置させ冬のに、２以上の異なるアーム部の姿勢から
選択した好ましい姿勢を容易に教示でき、その教示した
アーム部の姿勢でその空間位置に手首部をアプローチさ
せうるような多関節型ロボットを提供することにある。

「発明の構成」 本発明の多関節型ロボット装置は、先端に手首部が設け
られ且つ基端が関節部に連結された前アームおよび前記
関節部に先端が連結され且つ基端が据付台側部材に連結
された上アームを少なくとも有する多関節型ロボット本
体を具備するロボット装置において、作業を行う手先部
の空間位置を教示する位置教示手段、手首部の姿勢を教
示する姿勢教示手段および前アームと上アームとを含む
平面の傾斜角を教示するアーム面傾斜角教示手段を具備
したことを構成上の特徴とするものである。

なお、上記前アームは、人間の前腕に相当するものであ
るから前アームと称し、また、上記上アームは、人間の
上腕に相当するものであるから上アームと称している。

「作用」 本発明の多関節型ロボット装置では、位置教示手段によ
り手先部の空間位置を教示し、姿勢教示手段により手首
部の姿勢を教示するが、これにより６つのパラメータが
指定されたこととなる。

次にアーム面傾斜角教示手段により、前アームと上アー
ムとを含む平面の傾斜角を教示するが、この傾斜角は上
記６つのパラメータとは独立のパラメータとなるもので
ある。

したがって、合わせて７つのパラメータとなるから、各
関節角（θ。、θｌ．θ２．θｌ．θ。

、θ６．θＧ）を一意的に定めることができ、これによ
りアーム部の４つの自由度（θ。、θｌ゜θｌ．θ３）
を決定することができる。

特に注意すべき点は、前アームと上アームとを含む平面
およびその傾斜角は人間が直裁的に把握し得る具体的な
量であり、人間が把握しにくい抽象的パラメータではな
いから、教示の困難性がほとんどないことである。

すなわち、人間は自分の肘を動かすような感覚でアーム
部の姿勢を教示でき、教示の困難性がほとんど増さない
のである。

かくして、本発明の多関節型ロボット装置では、障害物
を避けたアーム姿勢を容易に教示でき、その障害物を避
けたアーム姿勢を採らせることで、より柔軟で器用な作
業を行わせることができる。

「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいて更にこの発明を詳説す
る。ここに第１図はこの発明の一実施例の多関節型ロボ
ット装置の外観斜視図、第２図は第１図に示す装置にお
ける多関節型ロボット本体の他の位置状態を示す斜視図
、第３図は第１図に示す多関節型ロボット本体の運動機
能を示す骨格図、第４図＋ａｌ、　（ｂｌは第１図に示
す装置における多関節型ロボット本体の動作を示す説明
図、第５図は第１図に示す装置におけるＸ、Ｙ、Ｚ、　
　ψとθ。

、θｌ．θ２．θ３の関係を示す座標図、第６図は第１
区に示す装置における制御系の要部ブロック図、第７Ｔ
Ｉ！ＪはＸ、Ｙ、Ｚ、　　ψとθ。、θｌ．θ２、θ３
の変換の説明のための座標図、第８図は本発明の他の実
施例における多関節型ロボット本体の運動機能を示す骨
格図である。なお、これによりこの発明が限定されるも
のではない。

第１図に示す多関節型ロボット１装置は、多関節型ロボ
ット本体１０とロボット制御盤２０とティーチ゛ングボ
ックス３０とから基本的になっている。

ロボット本体１０において、据付部１９は床面に固定さ
れており、その据付部１９上には第１回軸間節機横１１
を介して基体１２が水平面内で軸回転可能に設けられて
いる。

基体１２は２つの脚部１２ｍ、１２ｂを有し、これらに
設けられた第１旋回関節機構１３によって第１アーム１
４を垂直面内で旋回可能に支持している。

第１アーム１４の先端には第２旋回関節機構１５が設け
られ、第１アーム１４を含む面内で旋回可能に第２アー
ム１６を支持している。

第２アーム１６の先端には手首部１７が設けられ、この
手首部１７はそれ自身３つの自由度を有している。

手首部１７には作業工具が取りつけられ、その作業工具
の作用点が手先部となるが、図面では手首部１７までし
か表していない、この理由は、手先部の位置に代えて手
首部１７の位置に着目しても本発明を説明する上で等価
だからである。なぜなら、手先部の位置は、作業工具が
決まり、手首部１７の位置と姿勢が決まれば一意的に定
まるが、作業工具と手首部１７の姿勢は作業の内容に基
づいて決定されるのが普通だから、手先部の位置は実際
には手首部１７の位置の如何によって決まってしまうか
らである。

さて、注意すべき点は、第２アーム１４が基台部１４ａ
と回転アーム部１４トとに分かれ、これらが第２回軸間
節機構１８を介して連結されていることである。

すなわち、第１旋回関節機構１３で支持されているのは
基台部１４．であり、回転アーム部１４Ｉ。

はその基台部１４．に対して軸回転しうるようになって
いる。

第３図はこのロボット本体１０の運動機能を表した骨格
図である。これから理解されるように、第１回転関節機
構１１．第１旋回関節機構１３゜第２回転関節機構１８
および第２旋回関節機構１５の４つの関節機構が据付部
１０から手首部１７へこの順序で並べ設けられている。

第２回転関節機構１８による回転の自由度をθｌとすれ
ば、手首部１７の位置決めは４つの自由度θ０．θｌ．
θ２．θ３によって選択できることとなる。

この結果、基体１２の向き、基１台１４ｉの傾き（すな
わち第１アームＩ４の傾き）１回転アーム１４ｂの向き
、第２アーム１６の傾きを、第１図に示す如くとる外に
、第２図に示すように別の方向から同じ位置に手首部１
７を位置させることができるようになる。

第４図（ａ）は第１図視のロボット本体１０の位置状態
を平面視による骨格図で表現したもの、第４図山）は第
２固視のロボット本体１０の位置状態を平面視による骨
格図で表現したものである。

なお、かかる多関節ロボット本体１０は特願昭６０−３
０７１０号に係るものである。

ロボット制御盤２０は、コンピュータ２９を内蔵し、操
作者の操作または記憶装置（例えば磁気テープ装置）に
記録した教示データに基づいてロボット本体１０の駆動
を制御する。

操作者は、操作パネル２１の操作ボタン２２゜２３．２
４とテンキー２６を用いて、手先部の空間位置座標（Ｘ
、Ｙ、Ｚ）すなわち手首部１７に取りつけた作業工具（
例えば溶接トーチ）の作用点の位置を教示しうる。また
、手首部１７の姿勢（すなわち作業工具の姿勢）を教示
しうる。

また、操作ボタン２５とテンキー２６とを用いて、第１
アーム１４と第２アーム１６とを含む平面が、手首部１
７と第１アーム１４の基台部１４ｉとを結ぶ直線の回り
に回転する回転角ψを教示しうる。

さて、ロボット本体１０の各自由度θ。、θｌ・　θｌ
・　θ３・　θ◆・　θＳ・　θ６を与えれば・アーム
部の姿勢１手首部１７の空間位置９手首部１７の姿勢（
すなわち作業工具の姿勢）および手先部の空間位置が一
意的に定まることは明らかであるから、上記空間位置座
標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）および回転角ψは、これら自由度θ。

、θ３．θｌ．θ３、θ令、θ５．θ６の関数で表現す
ることができる。

しかし、θｌ．θ５．θ６は手首部１７の姿勢（すなわ
ち作業工具の姿勢）に係るものであり、先述のごとく作
業の内容で決められるから、実質的にはθ。、θｌ．θ
ン、θ３で上記空間位置座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）および回転
角ψが決まると考えることができる。

すなわち、 Ｘ＝ｆ＋（θ。、θｌ．θ２．θ３　）　−（ＤＹ＝ｆ
、（θ。、θ３．θ２．θ３）・・・■Ｚ−ｆ、　　（
θ。、θ５．θ２．θ３）・・・■ψ−ｆ◆　（θ。、
θｌ　、θ２．θ３）・・・■と表現でき、これら関数
は、ロボット本体１ｏの幾何学的形状と空間座標軸を決
めれば自ずと決定される。

上記０〜０式が定まれば、その逆関数が容易に求められ
る。

すなわち、 θ。−ｇ＋　　（Ｘ、Ｙ、Ｚ、　　ψ）　　　・・・■
θ＋　−ｇ２　（Ｘ、Ｙ、Ｚ、　　ψ）　　　・・・■
θ２−ｇ３　（Ｘ、Ｙ、Ｚ、　　ψ）　　　・・・■θ
ｚ＝ｇ令　（Ｘ、Ｙ、　　Ｚ、　　ψ）　　　　　・・
・■が求められる。

したがって、上記逆関数を予め求めておけば、空間座標
（Ｘ、Ｙ、Ｚ）および回転角ψを教示することによって
、各自由度θ。〜θ３を求め得るのである。

具体例を挙げれば、たとえば第５図に示す座標空間にお
いて、手首部１７の位置をＱ　（Ｘｑ　、　Ｙｑ、Ｚｑ
）、基台部１４１の位置をｏ１第２旋回関筒機構１５の
位置をＥ　（Ｘ、、Ｙ、、Ｚｅ）と定めれば、 Ｘｑ＝ｒ＋ｓｉｎθｏ　Ｃｌｌ５θ舒 ＋　ｒ　２　ｓｉｎθｏ　Ｓｉｎθｌ　ｓｉｎθ３ｒ２
（Ｏ２Ｏ３（部θｌ　ｓｉｎθり ＋　ｓｉｎθｏ　ＣＯ５θＩＣＯ５θ２　）　　　　　
”’■′Ｙｑ”−ｒｌ（ｆＴｓθｏ　Ｓｉｎθｌｒ２（
Ｏ５θｏ　Ｓｉｎθ＋　Ｓｉｎθ３＋ｒ、卿θ３　　（
Ｃ［１Ｓ００湧θｌ部θ２−　ｓｉｎθ。ｓｉｎθ２）
　　　　　　　・・・■′Ｚｑ”ｒＩｃＢｓａ＋ ＋ｒ２　（ｓｉｎθＩｃｌｌ５θ２　ＣＯ５θ〕＋ＣＯ
５θ＋　（Ｏｓθ３）　　　　　　　・・・■′ψ　−
π〜帽（（ＡＢ＋ＣＤ）／Ｕ）　　・・・■′但し、Ｕ
−（（Ａ’　＋Ｃ２ ＋Ｆ’　）　　（Ｂ２　＋Ｄ’　）　）　Ｉ／２Ａ”Ｙ
ｅｚｑ−ｚｅＹｑ Ｃ＝　Ｚ＠　Ｘｑ　　Ｘｅ　Ｚｑ Ｆ−Ｘ、ｙ、−Ｙ、ｘｑ Ｂ−Ｙｑ　　　　　Ｄ−Ｘｑ となる。

そこで、 θ。＝Δθ。＋θ。′　　　　　　　　　・・・■′Δ
θｏ　−Ｔａｉｉ　（（ｓｉｎψＳｉｎθｑ　ｃｏｓθ
Ｃ−溜θｑ　ｓｉｎψｓｉｎθｃ）／Ｖ〕■　−〔〔的
ψ ＋（Ｏ５’　θｑ　　（１一部ψ）〕囲θ。

十部θｑ　Ｓｉｎθｑ（１−ｃｏｓψｓｉｎθＣ）θ。

′　−輯（Ｙｑ　／　（Ｘｑ　２　＋Ｙｑ２　）　Ｖす
θｌ−Ｃｏ１１　（ｃｏｓθｑ　ｓｉｎθｑ（ｉｃｅｓ
ψ）部θＣ＋　〔部ψ＋ｓｉｎ　’　　θｑ　　（１−
ｔｎｓφ）　〕ｓｉｎθｅ１　　　　　　・・・■′θ
ｌ−凶（部φ卿Δθ０ ＋ｓｉｎθｑｓｉｎψｓｉｎΔθ０）°・■′θ３−輯
［（ｒ１２＋ｒ２’−ｒ２） ／２ｒ１　ｒ　２−π／２］　　　　　・・・■′ｒ’
　　−Ｘｑ’　　＋Ｙｑ’　　＋Ｚｑ２となる。

さて、ティーチングボックス３０は、上記ロボット制ａ
ｔ盤２０の操作パネル２１を通じての教示と同様の教示
を行うことができる外に、操作ボタン３１〜４２および
位置設定ボタン４３を用いて、ロボット本体１０を実際
に動かして所望の位置・姿勢とし、その時のロボット本
体１０の各関節機構の角度検出器の出力値を読み込むこ
とで、各自由度θ。、θｌ．θ７．θ３．θｌ．θ６．
θ。

の値を教示することができる。

すなわち、操作ボタン３１を押すと手首部１７がＸ軸の
正方向に移動する。また、操作ボタン３２を押すと手首
部１７がＸ軸の負方向に移動する。

同様に、操作ボタン３３．３４はＹ軸方向の移動を、操
作ボタン３５．３６はＺ軸方向の移動を行わせ得る。

そこで、これらの操作ボタン３１〜３６により、手首部
１７を所望の空間位置に移動させることができるが、こ
れは換言すれば、手先部を所望の空間位置に移動させる
ことに外ならない。

操作ボタン３７は、手先部の位置を維持したまま、手首
部１７の姿勢（すなわち作業工具の姿勢）を上向きにす
る。また、操作ボタン３日は、前記と逆に下向きに移動
する。同様に、操作ボタン３９は、手先部の位置を維持
したまま、手首部１７をその軸のまわりに右回転させる
。また、操作ボタン４０は、左回転させる。

そこで、これらの操作ボタン３７〜４０により、手首部
１７の姿勢（すなわち作業工具の姿勢）を決めることが
できる。

操作ボタン４１は、手首部１７の位置（したがって手先
部の位置）を維持したまま、第１アーム１４と第２アー
ム１６とを含む平面を、手首部１７と第１アーム１４の
基端とを結ぶ直線の回りに、右向きに回転させるもので
ある。また、操作ボタン４２は、左回りに回転させるも
のである。

そこで、これらの操作ボタン４１．４２により、第１ア
ーム１４と第２アーム１６とを含む平面の傾斜角を、手
首部１７と第１アーム１４の基端とを結ぶ直線の回りの
回転角として決めることができる。

したがって、上記各操作ボタン３１〜４２を用いて、ロ
ボット本体１０のアーム部および手首部１７の空間位置
および姿勢を所望の状態にし、位置設定ボタン４３によ
り、そのときの各自由度θ。

・　θｌ・　θ２・　θ３・　θ令・　θ５・　θ６を
・教示データとして記憶させることができる。

なお、上記操作ボタン３１〜４２によるロボット本体１
０の移動は、それぞれが人間に直感的に把握できる動き
なので、教示が非常に容易になっている。

第５図は、教示再生の情報の流れを示す要部ブロック図
である。

空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）および傾斜角ψが教示されると
、そのデータはメモリー４４に記憶される。

再生時には、前記■〜■の変換演算を行う座標変換器４
５を介し、ロボット本体１０へ各自由度θｌとして出力
される。

一方、所望の位置・姿勢としたときの各自由度の角度検
出器を直接読み込んでメモリー４４に記憶する方式の教
示による場合は、その記憶した各自由度の値θ□がその
ままロボット本体１０へ出力される。

なお、前記手首部１７の空間座標（Ｘｑ４．　Ｙｑ、Ｚ
９）および傾斜角φと、各自由度θ。〜θ。

の関係は、第７図を参照して以下のように導かれる。

第７図において、ＯＱのｘ−Ｙ平面への投影線をＸ′軸
として新座標（Ｘ’、Ｙ’、Ｚ’）を定義する。

（Ｘ’　、Ｙ’　、Ｚ’　）系でφ−０のときのアーム
ｒｌの姿勢を表す単位ベクトル巨。、ば。をｏｘ’、Ｏ
Ｈ２上にとり、これをＯＱ軸を回転軸として、すなわち
Ｔ−転置行列（０，ａｍθ９．翁θｑ）　の回りにψだ
け回転させたベクトル５９口を求める。

但し、Ｅ′φは回転マトリクスで、 次に基準状態のアームｒｌの姿勢を示す単位ベクトル巨
４．百、をＯＸ’　、ＯＺ　’上にとり、同じく（Ｘ′
、Ｙ’　、Ｚ’　）ｌ！Ｅ標系でΔθ。、θｌ．θ２の
回転によって巨１ｇに移す変換を行う。

・・・（３） （４）式より、 Δθｏ　−Ｔａ’ｌ　（ｂ　Ｌ　’　／ｂ　＋　’　）
　　　　　　−（８１θｌ　　＝姻（ｂ　ｂ　’　）　
　　　　　　　　　　・・・（９）（３）式より、 θ２　　＝ｅｏｊ　　（ａｔ　　’　　ｃｏｓ　Δ　θ
　ｏ　　＋　ａ　ｊ’ｓｉｎ　Δ　θ０　）・・・α１ （８）〜α１に、（１１，＋２１で求めたａ１’、ｂ１
’＋　　ｂ、′、ｂ、′を代入することにより、Δθ０
．θｌ、θ２が計算される。

第７図より、 θ。　　＝Δθ。十〇。′ ここで、 θ。′　−醗［Ｙｑ　／　（Ｘｑ　’　　＋Ｙｑ　’　
）　”］また、θ３はψに無関係で三角形の余弦定理よ
り、 θｚ−Ｗ［（ｒ、’＋ｒ２２−ｒ２） ／２ｒ＋　ｒ　２−π／２］　　　・（１１）以上によ
りθ。〜θｌが一意的に計算される。

他の実施例としては、第８図に示すように、連結する２
つの軸の方向を変化せずに軸を中心とした回転運動をさ
せる第１の回転関節機構１１および連結する２つの軸の
間の角を変化する旋回運動をさせる第１．第２および第
３の旋回関節機構１８’、１３および１５を具備してな
る多関節型ロボット本体であって、第１の回転関節機構
１１が据付部１９と基体１２′間に設けられて基体１２
’を回転連動可能としており、第１の旋回関節機構１８
′が基体１２′と基台１２間に設けられて基台１２を旋
回連動可能としており、第２の旋回関節機構１３が基台
１２と上アーム１４間に設けられて上アーム１４を前記
基台１２の旋回面と交叉する旋回面で旋回連動可能とし
ており、第３の旋回関節機ｖｔ１５が上アーム１４と前
アーム】６間に設けられて前アーム１６を旋回連動可能
としており、その前アーム１６の先端に手首部１７が設
けられてなる多関節型ロボット本体１０′を、前記ロボ
ット本体１０に代えて具備したものが挙げられる。

なお、かかる多関節ロボット本体１０′は、特願昭５９
−２５４６２７号に係るものである。

「発明の効果」 本発明によれば、先端に手首部が設けられ且つ基端が関
節部に連結された前アームおよび前記関節部に先端が連
結され且つ基端が据付台側部材に連結された上アームを
少なくとも有する多関節型ロボット本体を具備するロボ
ット装置において、作業を行う手先部の空間位置を教示
する位置教示手段、手首部の姿勢を教示する姿勢教示手
段および前アームと上アームとを含む平面の傾斜角を教
示するアーム面傾斜角教示手段を具備したことを特徴と
する多関節型ロボット装置が提供され、これにより空間
のある一点に手首部を位置させるときに、２以上のアー
ムの姿勢の中から任意の姿勢を選択できるようになる。

また、その選択の教示は、前アームと上アームとを含む
平面の傾斜角という人間に直裁的に把握し得る量を用い
て行えるから、教示が容易である。

したがって、非常にフレシキブルな動作をさせることが
容易に可能となり、適応作業範囲が格段に広くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の多関節型ロボット装置の外
観斜視図、第２図は第１図に示す装置における多関節型
ロボット本体の他の位置状態を示す斜視図、第３図は第
１図に示す多関節型ロボット本体の運動機能を示す骨格
図、第４図（ａｌ、　ｉｂ＋は第１図に示す装置におけ
る多関節型ロボット本体の動作を示す説明図、第５図は
第１図に示す装置におけるｘ、ｙ、ｚ、　　ψとθ。、
θ３．θ７．θ３の関係を示す座標図、第６図は第１図
に示す装置における制御系の要部ブロック図、第７図は
Ｘ。 Ｙ、Ｚ、　　ψとθ。、θ髪、θり、θ３の変換の説明
のための座標図、第８図は本発明の他の実施例における
多関節型ロボット本体の運動機能を示す骨格図、第９図
は従来の多関節型ロボット本体の一例の第３図相当図、
第１０図は第９図に示す従来の多関節型ロボット本体の
動作の説明図である。 （符号の説明） １・・・多関節型ロボット装置 １０．１０’　・・・ロボット本体 １４・・・第１アーム　　　１６・・・第２アーム１７
・・・手首部 ２０・・・ロボット制御盤 ３０・・・ティーチングボックス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、先端に手首部が設けられ且つ基端が関節部に連結さ
   れた前アームおよび前記関節部に先端が連結され且つ基
   端が据付台側部材に連結された上アームを少なくとも有
   する多関節型ロボット本体を具備するロボット装置にお
   いて、 作業を行う手先部の空間位置を教示する位置教示手段、
   手首部の姿勢を教示する姿勢教示手段および前アームと
   上アームとを含む平面の傾斜角を教示するアーム面傾斜
   角教示手段を具備したことを特徴とする多関節型ロボッ
   ト装置。 ２、多関節型ロボット本体が、連結する２つの軸の方向
   を変化せずに軸を中心とした回転運動をさせる第１およ
   び第２の回転関節機構および連結する２つの軸の間の角
   を変化する旋回運動をさせる第１および第２の旋回関節
   機構を具備してなる多関節型ロボット本体であって、第
   １の回転関節機構が据付部と基体間に設けられて基体を
   回転運動可能としており、第１の旋回関節機構が基体と
   上アームの基台部間に設けられて基台部を旋回運動可能
   としており、第２の回転関節機構が上アームにおける基
   台部と回転アーム部間に設けられて回転アーム部を回転
   運動可能としており、第２の旋回関節機構が上アームの
   回転アーム部と前アーム間に設けられて前アームを旋回
   連動可能としており、その前アームの先端に手首部が設
   けられてなるものである特許請求の範囲第１項記載の多
   関節型ロボット装置。 ３、多関節型ロボット本体が、連結する２つの軸の方向
   を変化せずに軸を中心とした回転運動をさせる第１の回
   転関節機構および連結する２つの軸の間の角を変化する
   旋回運動をさせる第１、第２および第３の旋回関節機構
   を具備してなる多関節型ロボット本体であって、第１の
   回転関節機構が据付部と基体間に設けられて基体を回転
   運動可能としており、第１の旋回関節機構が基体と基台
   間に設けられて基台を旋回運動可能としており、第２の
   旋回関節機構が基台と上アーム間に設けられて上アーム
   を旋回運動可能としており、第３の旋回関節機構が上ア
   ームと前アーム間に設けられて前アームを旋回運動装置
   としており、その前アームの先端に手首部が設けられて
   なるものである特許請求の範囲第１項記載の多関節型ロ
   ボット装置。 ４、位置教示手段が、手先部の空間座標（Ｘ、Ｙ、Ｚ）
   の入力のための座標入力手段を有する特許請求の範囲第
   １項、第２項または第３項記載の多関節型ロボット装置
   。 ５、姿勢教示手段が、手首部の方向余弦（ｍ＿ｘ、ｍ＿
   ｙ、ｍ＿ｚ）の入力のための座標入力手段を有する特許
   請求の範囲第１項、第２項、第３項または第４項記載の
   多関節型ロボット装置。 ６、アーム面傾斜角教示手段が、前アームと上アームと
   を含む平面を手首部と上アーム基端とを結ぶ直線の回り
   に回転するときの回転角φの入力のための回転角入力手
   段を有する特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項または第５項記載の多関節型ロボット装置。 ７、位置教示手段が、空間座標軸であるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ
   軸のそれぞれに沿って手先部を移動させる操作を行うた
   めの移動操作手段と、各関節部の関節角θ＿ｌを入力す
   るための関節角入力手段とを有してなる特許請求の範囲
   第１項、第２項または第３項記載の多関節型ロボット装
   置。 ８、姿勢教示手段が、手先部の空間位置を保持したまま
   、そこを中心として手首部を移動させる操作を行うため
   の移動操作手段と、各関節部の関節角θ＿ｌを入力する
   ための関節角入力手段とを有してなる特許請求の範囲第
   １項、第２項、第３項または第７項記載の多関節型ロボ
   ット装置。 ９、アーム面傾斜角教示手段が、前アームと上アームと
   を含む平面を、手首部と上アーム基端とを結ぶ直線の回
   りに、手先部の空間位置を保持したまま回転させる操作
   を行うための回転操作手段と、各関節部の関節角θ＿ｌ
   を入力するための関節角入力手段とを有してなる特許請
   求の範囲第１項、第２項、第３項、第７項または第８項
   記載の多関節型ロボット装置。