JPS6377677A - 関節型ロボツト - 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、ベースに対して旋回可能に設けられた第１の
アームに対し第２のアームが旋回動する関節型の産業用
ロボットに関する。

（従来技術） 従来のかかる関節型ロボットにおいて、ベースに対して
旋回可能に設けられた第１アームに対し第２アームを旋
回駆動するための駆！ＩＩ機構としては、一般に、例え
ば特開昭５９−６９２８３号公報に示されるように、各
部材のレイアウト上の制約および旋回動端側の１吊（憤
性質鯖）軽減化による制御１Ｉｌｙ１′１度向上の観点
から、第１アームのり端側にモータおよび減速機構を設
け、この減速ｎ禍の減速後の出力を第１アームと第２ア
ームの関節部分のアーム支持軸に伝達するようにし一〇
いる。

ところが、このように減速後の出力を関節部分の駆動伝
達機構の入力とすると、関節部分の出力側つまり第２ア
ームでは伝達）幾構中の遊びなどの影響が直ちに現われ
、たとλモータ側が高精度に制御されても第２アームの
位置制御の精度は低下する。

そこで、関節部分に減速機構を設け、この減速機構の入
力に第１アーム側の尤−タから減速することなく高速の
まま駆動力を伝達するようにすることも考えられるが、
通常の減速機構を関節部分に設けたのでは、第１アーム
側から第２アーム側への配線（または配管）を関節内部
を通して設置プることは困難となり、この配線等が外方
に露出すると、外観上、好ましくないばかりか、作動の
邪魔になったりすることがある。

（発明の目的） 本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、アーム
の旋回動端側の慣性質量を軽減して、かつ、駆動力伝達
機構中の遊びの影響を低減して高精度な位置制御が可能
で、しかも配線等を関節内部に挿通させることができて
、旋回動の邪魔になったりすることのない関節型ロボッ
トを捉供することを目的とする。

（発明の構成） 本発明は、ベースに対して旋回可能に設けられた第１ア
ームに第２アームを旋回可能に軸支し、第１アーム側に
設けたモータの回転駆動力でもって第２アームを回転駆
動させるようにした関節型ロボットにおいて、第１アー
ムと第２アームとを軸受支持したｒｇＪｉ部分にこの軸
受と同芯上に配した減速機構を設け、第１アームの基端
側に設けたモータの駆動力をベルトを介して上記減速機
構の入力軸に伝達するとともに上記減速＃Ｒ構の出力を
第２アームに伝達し、かつ、−上記減速機構は軸方向に
中空構造とし、この中空部内に第２アームの先端に取（
＝ｊけたられる工具に対する配線を通したものである。

た第１アームに第２アームを旋回可能に軸支し、第１ア
ーム側に設けたモータの回転駆動力で６って第２アーム
を回転駆動させるようにしたｌ！２１節望ロ不望ロボッ
トいて、第１アームと第２アームとを軸支した関節部分
に減速機構を設け、第１アームの基端側に設けたモータ
の駆動力をベルトを介して上記減速機構の入力軸に伝達
するとともに上記減速機構の出力を第２アームに伝達し
、かつ、−ト記減速機構は軸方向に中空構造とし、この
中空部内に第２アームに対する制御線を通したものであ
る。

（実施例） 本発明の一実施例について図面とともに説明すると、ロ
ボットのベースＢに対して基端部側が駆動源（図示せず
）により旋回可能に設けられた第１アーム１と、この第
１アーム１の先端側に基端部側が旋回可能に設けられた
第２アーム２とを備え、第１アーム１の先端側と第２ア
ーム２の基端部側の各フレームが関節部分３でもって軸
受４を介して旋回可能に軸支されている。そして、第１
アーム１の基端部側にはモータ５が設けられ関節部分３
には大きな減速が可能な減速機構６が設けられている。

この減速機構６としては、例えば、ハーモニックドライ
ブ（ハーモニック・ドライブ・システムズ社の商標）と
称せられる、楕円状のカムとその外周に１収められたボ
ールベアリングにより構成されるウェーブ・ジェネレー
タと、薄肉の金属弾性体で内周に上記ウェーブ・ジェネ
レータの外周が虐接し外周に歯を有するフレクスプライ
ンと、剛性リング状で内周にフレクスプラインと同ピツ
チで歯数の僅かに少ないサーキュラ・スプラインとから
なるものを用いる。

本発明では、ウェーブ・ジェネレータに相当づる入力＠
７を軸方向に中空構造とし、これを第１゜第２アーム１
．２のフレームに上記軸受４と同芯上に別個の軸受にて
軸支させ、また、フレクスプラインに相当する中間歯部
材８を軸方向に延びた円筒構造とし、これを入力軸７の
楕円状のカム７ａ１ホールベアリング７ｂの外周に配し
、また、サーキュラ・スプラインに相当する出力歯車９
を２ｆｌｌＨ９ａ、９ｂ）上記中間歯部材８の外周に軸
方向に並設し、一方の出力歯車９ａを第１アーム１側に
固定し、他方の出力歯車９ｂを第２アーム２側に固定し
ている。

また、上記入力軸７とモータ５の出力ＱＳｂとは平行に
配され、この入力＠７の第１アーム側の端部にプーリ１
０をキー１１により固定し、このプーリ１０と上記モー
タ５の出力軸に固定したプーリ１２との間にはタイミン
グベルト１３を張架している。さらには、第２アーム２
のフレームに一端部を固定した樹脂材料などでなる円筒
状部材１４をＬ記入力軸７の中空部分他端（上端）まで
延出させている。この円筒状部材１４は後記配線（また
は配管）１７の保護用である。

モして、第１アーム１および第２アーム２の各フレーム
にはカバー１５．１６を取付け、これらにより形成され
た第１．第２アーム１．２の内部および関節部分３にお
ける円筒部材１４の中空部に、第１アーム側から第２ア
ームの先端に取付けられる工具に対する゛電気配線や作
動用圧縮空気の通る配管等の配線１７を通している。な
お、第２アーム２の先端部にはハンドあるいはツール（
工具）が取付けられるマユュブレータ１８が設りられ、
このマニュプレータ１８に内蔵されたモータなどに上記
配！！；１１７が接続される。

Ｆ記構酸において、モータ５が駆動されることにより、
その駆動力はプーリ１２、タイミングベルト１３、プー
リ１０を介して関節部分３における減速様＠６の入力軸
７に伝達され、したがって、中間歯部材８を介して、一
方の出力歯車９８が固定されていることから、他方の出
力歯ｍ９ｂが大きく減速駆動されることになる。この結
果、第２アーム２は第１アーム１に対して旋回駆動され
る。

ここに本発明では、ｒ＠節部分３に設けた減速機構６の
入力軸（側）ヘモータ５の駆動力を減速することなく高
速のまま与えているため、従来のように減速後の駆動力
を１１１１節部分の駆動力伝達機構に与える場合に比し
、伝達機構中の遊び、ガタが縮小されて、高精度な位置
決めが可能となる。

また、関節部分３の減速機構６の中空部内に配線１７を
通しているので、この配線１７が関１１分にｊ３いて外
部へ露出することがなく、外観的に優れているばかりか
、移動上の障害になることがなく、また、捩れなどによ
る塵埃の発生もなくなる。さらには、配線１７は円筒状
部材１４の中空部を貫通させているので、配線１７が、
高速回転駆動されている減速機構６の入力軸７に接触し
て損傷を受けるといったこともない。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、第１アームと第２アーム
とを軸受支持した関節部分にこの軸受と同芯上に配した
減速機構を設けるとともに、第１アームの基端側に設り
たモータの駆動力をベルトを介して上記減速機構の入力
軸に伝達するようにしたことにより、第１アームの旋回
！ｌ］端側の慣性質けの低減と、伝達機構中のガタの縮
小を図ることができ、これにより高い制御精度の維持向
上を図ることができ、しかも減速機構を中空ｉ造とする
ことができ、この中空部に配線を通したことによって、
配線がアームの旋回に邪魔になったりすることがなくな
るものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例による関節型ロボットの個所面
図である。 Ｂ・・・ベース、１・・・第１アーム、２・・・第２ア
ーム、３・・・Ｉ３０節部分、４・・・クロスローラ軸
受、５・・・モータ、６・・・減速機構、７・・・入力
軸、８・・・中間歯部材、９・・・出力歯車、１０．１
２・・・プーリ、１３・・・タイミングベルト、１７・
・・配線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、ベースに対して旋回可能に設けられた第１アームに
   第２アームを旋回可能に軸支し、第１アーム側に設けた
   モータの回転駆動力でもって第２アームを回転駆動させ
   るようにした関節型ロボットにおいて、第１アームと第
   ２アームとを軸受支持した関節部分にこの軸受と同芯上
   に配した減速機構を設け、第１アームの基端側に設けた
   モータの駆動力をベルトを介して上記減速機構の入力軸
   に伝達するとともに上記減速機構の出力を第２アームに
   伝達し、かつ、上記減速機構は軸方向に中空構造とし、
   この中空部内に第２アームの先端に取付けたられる工具
   に対する配線を通したことを特徴とする関節型ロボット
   。