JPS6288587A

JPS6288587A - 多関節ロボツトア−ム

Info

Publication number: JPS6288587A
Application number: JP22939585A
Authority: JP
Inventors: 樫下　耕一郎
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1985-10-14
Filing date: 1985-10-14
Publication date: 1987-04-23

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、複数のアーム間に関節部を形成したアーム本
体と、該アーム本体の先端部に設けたハンドとで構成さ
れた多関節ロボットアームに関する。

〔従来の技術〕

従来、冒記の如く構成された多関節ロボットアームは例
えば第４図に示すように構成される場合がある。

つまり、ポスト（１）に対して縦向き軸芯（Ｐ）で回動
する第１アーム（ａ３）、該第１アーム（ａ＋）の上端
部に対して水平軸芯（Ｑ）で回動する第２アーム（ａ＝
）、該第２アーム（ａ２）の揺動端に対して水平軸芯（
Ｒ）で回動する第３アーム（ａ３）、及び第３アーム（
ａ３）の先端部に設けたハンド０１）でロボットハンド
が構成され、各々の回動部に駆動用のモータ（ｍＩ）、
　（ｍ−）　、　（ｍ−）を設け、又、第３アーム（ａ
３）の先端部にハンド（Ｈ）を駆動するモータ（ＩＩＩ
Ｎ）を設けである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、前述のように構成されたロボットアームでは駆
動揺動あるいは駆動回動されるアームにモータが取付け
られるため、慣性が増大してロボットアームの基端に近
いものほど大容量のモータを必要とすると共に制動に際
してもオーバーシュートを生じやす（改善の余地がある
。

本発明の目的は合理的な改造によって、作業能力を低下
させることなく、慣性の小さいロボットハンドを構成す
る点にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の特徴は、冒記構成の多関節ロボットアームにお
いて、アーム本体に形成した複数の関節部各々を屈曲さ
せるための駆動系を、アーム本体の先端部に最も近い関
節部の駆動用の系に対して、アーム本体の基端部側の関
節部の駆動用の系ほど外側に位置するよう、前記ハンド
の駆動軸に対して略同芯状に順次外嵌する筒軸で構成し
、各々の関節部を独立に屈曲できるよう、筒軸各々の先
端にベベルギヤを設け、かつ、関節部各々に関節部の軸
芯とギヤ軸芯とを一致させて屈曲駆動用のベベルギヤを
前記ベベルギヤと咬合状態に設け、更に、これら筒軸及
び前記駆動軸が関節部において屈曲できるよう、各々の
筒軸及び駆動軸を前記アーム毎に分割し、分割した筒軸
及び駆動軸の関節部を挟む端部夫々にベベルギヤを取付
け、これら２つのベベルギヤと同時に咬合し、かつ、関
節部の前記軸芯とギヤ軸芯とを一致させたベベルギヤを
、各々の関節部に遊転支承してある点にあり、その作用
、及び効果は次の通りである。

〔作　用〕

上記特徴を例えば第１図に示すように構成すると、ハン
ド（Ｈ）の駆動、及び各関節の駆動が、駆動軸（４）及
び筒軸（７ｋｚ）　、　（７ｋａ）を介してロボットハ
ンドの基端部に設けたモータ（ＭＷ）　、　（？ｈ）　
。

（Ｍ３）で行えると共に、各関節部の駆動については、
基端に近い関節部の駆動はど大径の筒軸で行えることに
なる。

つまり、ロボットアームの可動部に対してモータ等のア
クチュエータを取付けることなく、ロボットアームの所
定の作動が可能となるのである。

〔発明の効果〕

従って、従来の能力を低下させることなく慣性の小さい
ロボットアームが構成された。

しかも、当該発明では負荷の大きい駆動はど一大径の筒
軸で行えるため、駆動構造に無理が掛らず、又、関節部
での伝動構造もギヤを介して行われるため、例えばユニ
バーサルジヨイント等を用いたものと比較して作動が円
滑になる効果も有する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、ポスト（１）の上部に縦向き軸芯
（Ｐ）で回動自在に支持アーム（２）を設けると共に、
該支持アーム（２）に対し水平軸芯（Ｑ）で揺動自在な
第１関節部（Ｋｌ）を介して第１アーム（Ａ１）を設け
、該第１アーム（Ａ１）の揺動端に水平軸′芯（Ｒ）で
揺動自在な第２関節部（Ｋ２）を介して第２アーム（Ａ
２）を設け、該第２アーム（＾ｔ）の先端部に水平軸芯
（Ｓ）で揺動自在な第３関節部（Ｋ３）を設けてアーム
本体（Ａ）を構成し、かつ、該アーム本体（Ａ）の先端
、つまり、前記第３関節部（Ｋ３）を介してハンド（Ｈ
）を設けて多関節ロボットハンドを構成する。　　・同図に示すように、前記ポスト（１）には支持アーム（
２）を回動させる旋回用の電動モータ（Ｍ。）が設けら
れ、又、第１関節部（Ｋ１）には、当該第１関節部（Ｋ
ｌ）を屈曲させる第１電動モータ（Ｍｌ）、及び第２、
第３関節部（Ｋ２）　、　（Ｋ３）を屈曲させる第２、
第３電動モータ（Ｋ２）　、　（Ｋ３）、ハンド（Ｈ）
を開閉させる開閉用の電動モータ（ＭＨ）が設けられて
いる。

又、前記ハジド（Ｈ）は、第１図に示すように揺動開閉
自在に設けた一対の指体（３）　、　（３）で成り、該
指体（３）　、　（３）の挟持力で作業対象物を持ち上
げられるよう構成してあり、その駆動は、前記開閉用の
電動モータ（Ｍｌｌ）から駆動軸（４）を介して伝えら
れる正逆回転力を、ウオーム・ホイールで成るギヤ機構
（５）を更に介して伝え、指体（３）　、　（３）を開
閉させることで行う。

第１図に示すように、第２、第３関節部（Ｋｇ）。

（Ｋ３）夫々に、夫々の軸芯（Ｒ）　、　（Ｓ）とギヤ
軸芯を一致させて屈曲駆動用のベベルギヤ（６ｋｇ）　
、　（６ｋｓ）を設け、これら２つのベベルギヤ（６ｋ
ｇ）　、　（６ｋｚ）を正逆回転させるこて、第２、第
３関節部（に２）。

（Ｋ３）が屈伸するよう構成する。

又、前記２つベベルギヤ（６ｋｇ）　、（６ｋｚ）を正
逆回転させるため駆動系を、前記駆動軸（４）に対して
略同芯状に順次外嵌する２つの筒軸（７ｋｚ）。

（７ｋｉ）で構成し、かつ、第３関節部（Ｋ３）に対す
る筒軸（７に３）が第２関節部（Ｋ２）に対する筒軸（
７ｋｚ）に内嵌するよう配設し、更に、夫々の筒軸（７
ｋｚ）　、　（７ｋｉ）の先端部に前記ベベルギヤ（６
にり　。

（６に：＋）に咬合するベベルギヤ（８）　、　（８）
を設けである。

尚、第１関節部（Ｋ３）の屈曲駆動は、ギヤ機構等を介
さず、前記第１電動モーク（ｌで直接行う。

又、前記駆動軸（４）が第２、第３関節部（Ｋ２）。

（Ｋ３）で屈曲でき、かつ、第３関節部（Ｋ３）に対す
る筒軸（７ｋｓ）が第２関節部（Ｋ２）で屈曲できるよ
う、駆動軸（４）及び筒軸（７）をアーム毎に分割し、
分割した駆動軸（４）及び筒軸（７）の関節部を挟む４
ｍ夫々にベベルギヤ（９）、（９）を取付け、更に、各
々の関節部には前記２つのベベルギヤ（９）　、　（９
）と同時に咬合し、かつ、各々の関節部の軸芯とギヤ軸
芯を一致させてベベルギヤ（１０）を遊転支承してある
。

因に、第１関節部（Ｋ１）には、前記開閉用の電動モー
タ（Ｍｕ）、第２、第３電動モータ（Ｋ２）。

（Ｋ３）から動力を駆動軸（４）及び２つの筒軸（７ｋ
ｇ）。

（７に３）に伝えるためのベベルギヤ機構（１１）が設
けられている。

又、当該ロボットハンドでは、作動の制御をマイクロプ
ロセッサ（図示せず）を介して行うよう構成されると共
に、アーム本体（＾）の屈曲時に各々の関節部（Ｋｌ）
、　（ｋｚ）　、　（ｋａ）の屈曲によって、前記伝動
用のベベルギヤが回動する結果、駆動を必要としない関
節部あるいは、ハンド（ＩＩ）が不測に駆動されること
になるため、これを防止するように、各々の関節部（Ｋ
ｌ）、　（ｋｔ）　、　（ｋｓ）の駆動に伴って、不測
の駆動を相殺する方向に、所定量だけ、駆動軸（４）及
び筒軸（７ｋｇ）　、　（７ｋｉ）の一部を回動するよ
うプログラムをセットしてある。

又、第１、第２、第３関節部には各々の屈曲量を検出す
るためのロークリエンコーダ（１２）　。

（１２）　、　（１２）を取付けてあり、第２図に示す
ように、ロータリエンコーダ（１２）からの信号ケーブ
ル（１３）が前記駆動軸（４）に沿って導かれるように
、駆動軸（４）は筒軸に構成されている。

尚、同図に示すように、各関節部には支軸（１４）が設
けられ、この支軸（１４）に対して前記屈曲用のベベル
ギヤ（６）が固着され、又、伝動用のベベルギヤ（１０
）が遊嵌されている。

又、図中に示す（１５）　、　（１５）はアーム（Ａ）
の外部を形成するフレームである。

〔別実施例〕

本発明は上記実施例以外に、モータを油圧駆゛動構造に
構成して良く、又、関節部の数を３つ以上に設定して実
施しても良い。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る多関節ロボットアームの実施例を示
し、第１図は当該ロボットアームの駆動系を示す横断面
図、第２図は第３関節部の横断面図、第３図は当該ロボ
ットアームの全体斜視図であり、第４図は従来のロボッ
トアームを示す全体斜視図である。（４）・・・・・・駆動軸、（６）・・・・・・屈曲駆
動用のベベルギャ、（７）・・・・・・筒軸、（８）・
・・・・・ベベルギヤ、（９）・・・・・・ベベルギヤ
、（１０）・・・・・・ベベルギヤ、（Ａ）・・・・・
・アーム本体、（ＡＩ）、　（Ｉｈ）・・・・・・アー
ム、（Ｈ）・・・・・・ハンド、（Ｋ）・・・・・・関
節部。

Claims

【特許請求の範囲】

複数のアーム（Ａ＿１）、（Ａ＿２）・・間に関節部（
Ｋ）を形成したアーム本体（Ａ）と、該アーム本体（Ａ
）の先端部に設けたハンド（Ｈ）とで構成された多関節
ロボットアームであって、アーム本体（Ａ）に形成した
複数の関節部（Ｋ）・・各々を屈曲させるための駆動系
を、アーム本体（Ａ）の先端部に最も近い関節部（Ｋ＿
３）の駆動用の系に対して、アーム本体（Ａ）の基端部
側の関節部の駆動用の系ほど外側に位置するよう、前記
ハンド（Ｈ）の駆動軸（４）に対して略同芯状に順次外
嵌する筒軸（７）で構成し、各々の関節部（Ｋ）・・を
独立に屈曲できるよう、筒軸（７）・・各々の先端にベ
ベルギヤ（８）・・を設け、かつ、関節部（Ｋ）・・各
々に関節部の軸芯とギヤ軸芯とを一致させて屈曲駆動用
のベベルギヤ（６）を前記ベベルギヤ（８）と咬合状態
に設け、更に、これら筒軸（７）・・及び前記駆動軸（
４）が関節部において屈曲できるよう、各々の筒軸（７
）・・及び駆動軸（４）を前記アーム（Ａ＿１）、（Ａ
＿２）・・毎に分割し、分割した筒軸及び駆動軸の関節
部を挟む端部夫々にベベルギヤ（９）、（９）を取付け
、これら２つのベベルギヤ（９）、（９）と同時に咬合
し、かつ、関節部の前記軸芯とギヤ軸芯とを一致させた
ベベルギヤ（１０）を、各々の関節部に遊転支承してあ
る多関節ロボットアーム。