JP2620488B2 - Master / slave type industrial manipulator - Google Patents
Master / slave type industrial manipulatorInfo
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はマスター・スレーブ形の
産業用マニプレータに関し、特に垂直多関節のものに用
いて有用なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a master-slave type industrial manipulator, and particularly useful for a vertically articulated type.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来の産業用マニプレータは、一般に、
長いリーチで大まかな仕事をするという用途に用いられ
る。例えば、建設現場、鋳造工程等で利用される産業用
マニプレータは、大型重量物（１５０〜１５００ｋｇ
ｆ）を、長いリーチのアーム（アーム長３．５〜６ｍ）
でハンドリングする用途、例えば、大型グラインダでの
大型鋳物のバリ取り、ハンドリング、鋳物砂型の突き崩
し作業等を対象にしている。この為、従来の産業用マニ
プレータでは、多少の精度、応答性、操作性の悪さを我
慢し、関節の駆動源として油圧方式を採用している。2. Description of the Related Art Conventional industrial manipulators generally include:
It is used for rough reach with long reach. For example, an industrial manipulator used in a construction site, a casting process, or the like is a large-sized heavy object (150 to 1500 kg).
f) with a long reach arm (3.5-6 m arm length)
For example, it is intended for deburring of large castings with a large grinder, handling, work of breaking a casting sand mold, and the like. For this reason, conventional industrial manipulators endure some poor accuracy, responsiveness, and poor operability, and employ a hydraulic system as a joint drive source.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】このように、産業用マ
ニプレータは、関節の駆動源として油圧方式を採用する
ため、電動モータに比べ同じ出力では、アクチュエータ
を小型化できるという利点はある。As described above, since the industrial manipulator employs the hydraulic system as the drive source for the joint, there is an advantage that the actuator can be downsized with the same output as compared with the electric motor.
【０００４】しかし、油圧方式を採用するため、次のよ
うな問題があった。 （１）油圧タンク、ポンプ等の設備と、加えて制御装置
を含めた設備のための電源が必要となるため、設備のス
ペース、コストが電動モータに比べて大きくなる。ま
た、配管も必要となり電動方式に比べて、設置場所等が
限定され、移設、レイアウト変更等にフレキシブルに対
応しづらい。However, the use of the hydraulic system has the following problems. (1) Since a power source is required for equipment such as a hydraulic tank and a pump, and in addition to equipment including a control device, the space and cost of the equipment are larger than those of an electric motor. In addition, piping is required, so that the installation location is limited as compared with the electric system, and it is difficult to flexibly cope with relocation, layout change, and the like.
【０００５】（２）引火性があるため、火気、高熱等の
発生する作業環境の厳しい場所に適さない。また、関節
間で使用される油圧ホースも、火、熱に弱いため、作業
環境の厳しい場所の使用に耐えない。更に、シール等を
施しても、完全な油漏れは避けられないので、油漏れが
あってはいけないクリーンルーム、段ボール等の製品、
パレタイズ作業にも適さない。(2) Since it is flammable, it is not suitable for places where the working environment where fire, high heat or the like is generated is severe. Hydraulic hoses used between joints are also vulnerable to fire and heat, so they cannot be used in places with severe working environments. In addition, even if seals are applied, complete oil leakage is inevitable, so products such as clean rooms, cardboard,
Not suitable for palletizing work.
【０００６】（３）油圧方式では、アームを回動させる
ためには、例えば、油圧シリンダによる直線運動をラッ
クアンドピニオンにより、回転運動に変換する必要があ
り、そのための構造が大型となり、複雑となる。(3) In the hydraulic system, in order to rotate the arm, it is necessary to convert, for example, a linear motion by a hydraulic cylinder into a rotary motion by a rack and pinion. Become.
【０００７】（４）油と油圧サーボバルブの特性からみ
ると、電動モータとサーボドライバに比べ、限界があ
り、例えば、位置繰り返し精度が、油圧で±２ｍｍ、電
動で±０．２ｍｍであるように、位置、力制御の応答性
が劣る。また、高度な制御（バイラテラル制御）を行う
ことも困難である。(4) In view of the characteristics of the oil and hydraulic servo valves, there is a limit compared to the electric motor and the servo driver. For example, the position repeatability is ± 2 mm for hydraulic pressure and ± 0.2 mm for electric drive. In addition, the responsiveness of position and force control is poor. It is also difficult to perform advanced control (bilateral control).
【０００８】（５）油圧方式の場合、油漏れ、油量点
検、油交換等の保守、点検を頻繁に行う必要があり、電
動に比べて手間がかかる。本発明は、上記従来技術に鑑
みてなされたものであり、大型重量物を小回りのきくア
ームで作業者の思いどおりに取り扱うことができ、しか
も、精度、応答性、操作性に優れたマスター・スレーブ
形の産業用マニプレータを提供することを目的とする。(5) In the case of a hydraulic system, it is necessary to frequently perform maintenance and inspection such as oil leakage, oil amount inspection, oil replacement, and the like, which is more troublesome than electric operation. The present invention has been made in consideration of the above prior art, can handle large heavy as expected of a worker in the hear arm maneuverability, moreover, the accuracy, responsiveness, master with excellent operability Slave
It is an object to provide an industrial manipulator of the shape .
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成する本
発明の構成は、床面に配設した基台に対し水平面内を旋
回可能に形成した旋回台と、基端部を旋回台に、また先
端部を上部ユニットにそれぞれ回動可能に取付けた垂直
アームと、基端部を旋回台に、また先端部を上部ユニッ
トにそれぞれ回動可能に取付けて垂直アームとともに４
節の平行リンク機構を形成する垂直レバーと、基端部を
上部ユニットに回動可能に取付けた水平アームと、Ｌ字
状の折曲部を水平アームの先端部に回動可能に取付けた
手首部と、手首部から吊下して吊下方向を軸とする軸回
りに回動可能に形成するとともに先端部に搬送物を把持
する把持部を形成したハンド部とを具えたスレーブアー
ムを有するとともに、このスレーブアームを操作するマ
スターアームを作業者が前記旋回台上で操作し得るよう
この旋回台上に配設したマスター・スレーブ形の産業用
マニプレータにおいて、前記水平アームと、上部ユニッ
トに垂直に固着した一方のブラケットと、基端部を一方
のブラケットに回動可能に取付けた水平レバーと、水平
アーム及び水平レバーの先端部間を回動可能に連結する
前記手首部のブラケットとで形成した４節の平行リンク
機構を具えるとともに、この４節のリンク機構の駆動源
である電動モータを前記水平アームの回動中心である軸
心からズラした位置にその軸心が占位するように前記上
部ユニットに配設するとともに、前記手首部を回動する
駆動源を電動モータで形成してこの電動モータを手首部
に水平に突出させて配設し、前記把持部を回動する駆動
源を電動モータで形成してこの電動モータを手首部に垂
直上方に突出させて配設し、さらに他の各関節の駆動源
を電動モータで形成したスレーブアームを有することを
特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a swivel base formed to be rotatable in a horizontal plane with respect to a base provided on a floor, and a base end provided with a swivel base. A vertical arm whose tip is rotatably mounted on the upper unit, and a vertical arm which is rotatably mounted on the base end on the swivel table and the tip is rotatably mounted on the upper unit.
A vertical lever forming a parallel link mechanism of the knot, a horizontal arm whose base end is rotatably mounted on the upper unit, and a wrist whose L-shaped bent portion is rotatably mounted on the distal end of the horizontal arm parts and, Jikukai which was suspended from the wrist unit to the suspension direction and axis
A slave arm having a hand portion formed to be rotatable at the front end and having a grip portion for gripping a conveyed object at a distal end portion, and a machine for operating the slave arm.
The star arm can be operated by the operator on the turntable.
In the master / slave type industrial manipulator provided on the swivel table , the horizontal arm, one bracket vertically fixed to the upper unit, and a horizontal end pivotally mounted on the one bracket. A four-section parallel link mechanism formed by a lever and a bracket on the wrist that rotatably connects the tip of the horizontal arm and the horizontal lever, and is a driving source for the four-section link mechanism. An electric motor is a shaft that is a rotation center of the horizontal arm.
Arranged in the upper unit so that its axis is occupied at a position shifted from the center, and rotate the wrist
The drive source is formed by an electric motor, and this electric motor is
Drive to rotate the gripping part
Source is formed by an electric motor and this electric motor is suspended on the wrist.
It is characterized by having a slave arm which is disposed so as to protrude immediately above, and a drive source of each of the other joints is formed by an electric motor.
【００１０】[0010]
【作用】電動モータにより関節を駆動するため、制御
性、応答性、位置精度が向上すると共に周辺装置が簡略
化することにより小型軽量化する。特に、水平アーム及
び水平レバーを含む平行リンクは上部ユニットに配設し
た電動モータにより効率良く駆動される。Since the joints are driven by the electric motor, controllability, responsiveness, and positional accuracy are improved, and the peripheral devices are simplified to reduce the size and weight. In particular, the parallel link including the horizontal arm and the horizontal lever is efficiently driven by the electric motor provided in the upper unit.
【００１１】また、水平アームの姿勢の如何にかかわら
ず、この水平アームを含む平行リンク機構により上部ユ
ニットに固着した一方のブラケットと手首部のブラケッ
トとは常に平行になり、しかも一方のブラケットは一定
の姿勢で固定してあるので、手首部の姿勢も常に一定に
なる。Also, regardless of the posture of the horizontal arm, one bracket fixed to the upper unit and the bracket at the wrist are always parallel by the parallel link mechanism including the horizontal arm, and one bracket is fixed. Is fixed in the posture of the wrist, the posture of the wrist is always constant.
【００１２】また、オペレータがマスターアームの操作
部を掴んでこのマスターアームを操作することにより、
スレーブアームはマスターアームと相似形状を保持する
よう自動的に移動する。[0012] Further, when the operator grips the operation part of the master arm and operates this master arm,
The slave arm automatically moves to maintain a similar shape to the master arm.
【００１３】[0013]
【実施例】以下本発明の実施例を図面に基づき詳細に説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は本実施例に係る垂直多関節の産業用
マニプレータのうちスレーブアームを抽出してその基本
構成を示す説明図である。同図に示すように、旋回台１
は、床面２に設置してある基台３に対し１軸モータ（図
示せず）により水平面内を回動可能に構成してある。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a vertical multi-joint industrial manipulator according to the present embodiment, in which slave arms are extracted. As shown in FIG.
Is configured to be rotatable in a horizontal plane by a one-axis motor (not shown) with respect to a base 3 installed on the floor 2.
【００１５】垂直アーム４は、その基端部を、旋回台１
で支持して２軸モータ（図示せず）により回動する回動
軸５に固定するとともに、その先端部を、上部ユニット
７で支持して３軸モータ（図示せず）により回動する回
動軸６に固定してある。垂直レバー８は、その基端部
を、軸９を介して旋回台１に、またその先端部を、軸１
０を介して上部ユニット７にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、旋回台１、上部ユニット７、垂直ア
ーム４、垂直レバー８、回動軸５，６及び軸９，１０に
より４節の平行リンク機構を形成している。The vertical arm 4 has its base end at the turntable 1.
And is fixed to a rotating shaft 5 which is rotated by a two-axis motor (not shown), and a tip of which is supported by the upper unit 7 and is rotated by a three-axis motor (not shown). It is fixed to the driving shaft 6. The vertical lever 8 has its proximal end connected to the turntable 1 via a shaft 9 and its distal end connected to the shaft 1.
The upper unit 7 is rotatably attached to the upper unit 7 via the first and the second unit 0. That is, the swivel 1, the upper unit 7, the vertical arm 4, the vertical lever 8, the rotating shafts 5, 6 and the shafts 9, 10 form a four-node parallel link mechanism.
【００１６】水平アーム１１は、その途中を、前記回動
軸６に固定し、上部ユニット７に対して回動可能に構成
してある。カウンタウェイト１２は水平アーム１１の基
端部に固定してある。また、水平アーム１１の先端部に
は、Ｌ字状の手首部１３が軸１４を介して回動可能に取
付けてある。水平レバー１５はその両端部を軸１６，１
７にそれぞれ回動可能に取付けてある。このとき、軸１
６は、基端部を上部ユニット７に垂直に固着してあるブ
ラケット１８の先端部に、また軸１７は、手首部１３の
ブラケット１３ａの先端部にそれぞれ回動可能に取付け
てある。すなわち、回動軸６、軸１４，１６，１７、ブ
ラケット１３ａ，１８、水平アーム１１及び水平レバー
１５により４節の平行リンク機構を形成している。The horizontal arm 11 is fixed to the rotation shaft 6 in the middle thereof and is configured to be rotatable with respect to the upper unit 7. The counterweight 12 is fixed to the base end of the horizontal arm 11. Further, an L-shaped wrist 13 is rotatably attached to the distal end of the horizontal arm 11 via a shaft 14. The horizontal lever 15 has shafts 16 and 1 at both ends.
7 are rotatably mounted. At this time, axis 1
6 is rotatably attached to the distal end of a bracket 18 whose base end is vertically fixed to the upper unit 7, and the shaft 17 is rotatably attached to the distal end of the bracket 13 a of the wrist 13. That is, a four-node parallel link mechanism is formed by the rotating shaft 6, the shafts 14, 16, 17, the brackets 13a, 18, the horizontal arm 11, and the horizontal lever 15.
【００１７】ハンド部１９は、その上端部を回動軸２０
を介して４軸モータ（図示せず）により回動可能に手首
部１３に取付けて垂下するとともに、先端部である把持
部１９ａと基端部１９ｂとからなり、把持部１９ａが５
軸モータ（図示せず）により図示の状態で水平面内を回
動可能に構成してある。The hand portion 19 has an upper end portion on a rotating shaft 20.
Is attached to the wrist 13 rotatably by means of a four-axis motor (not shown) via a shaft, and is hung down. The grip 19a is a distal end and a proximal end 19b.
The shaft motor (not shown) is configured to be rotatable in a horizontal plane in the illustrated state.
【００１８】かかるスレーブアームは、オペレータによ
るマスターアーム（図示せず）の操作に対応して動作す
ることにより把持部１９ａで搬送部を把んで所定位置迄
搬送するものであるが、このときの動作は次の通りであ
る。The slave arm operates in response to an operation of a master arm (not shown) by an operator, thereby gripping the transport unit with the gripping unit 19a and transporting the transport unit to a predetermined position. Is as follows.
【００１９】１軸モータの駆動により旋回台１が基台３
に対し水平面内を回動する。The turntable 1 is driven by a one-axis motor to turn the base 3
In a horizontal plane.
【００２０】２軸モータの駆動により回動軸５が回動
し、垂直アーム４を含む平行リンク機構が動作して垂直
アーム４及び垂直レバー８が垂直面内を回動する結果、
上部ユニット７が垂直面内を移動する。As a result of the rotation of the rotating shaft 5 by the driving of the two-axis motor, the parallel link mechanism including the vertical arm 4 operates, and the vertical arm 4 and the vertical lever 8 rotate in the vertical plane.
The upper unit 7 moves in a vertical plane.
【００２１】３軸モータの駆動により回動軸６が回動
し、水平アーム１１を含む平行リンク機構が動作して水
平アーム１１及び水平レバー１５が垂直面内を回動する
結果、手首部１３及びハンド部１９が垂直面内を移動す
る。このとき、ブラケット１３ａ，１８は平行であり、
しかもブラケット１８は垂直であるため、ブラケット１
３ａも同様に常に垂直となる。すなわち、手首部１３の
姿勢は常に一定に保持される（図１の状態から回動軸
５，６が回動した状態である図２参照）。The rotation shaft 6 is rotated by the driving of the three-axis motor, and the parallel link mechanism including the horizontal arm 11 is operated to rotate the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15 in a vertical plane. And the hand part 19 moves in a vertical plane. At this time, the brackets 13a and 18 are parallel,
Moreover, since the bracket 18 is vertical, the bracket 1
Similarly, 3a is always vertical. That is, the posture of the wrist 13 is always kept constant (see FIG. 2 in which the rotating shafts 5 and 6 are rotated from the state of FIG. 1).
【００２２】４軸モータの駆動により回動軸２０が回動
し、ハンド部１９が垂直面内を回動する。また、５軸モ
ータの駆動により把持部１９ａが水平面内を回動する。The rotation shaft 20 is rotated by driving the four-axis motor, and the hand unit 19 is rotated in a vertical plane. In addition, the gripper 19a rotates in a horizontal plane by driving the five-axis motor.
【００２３】かかる１軸〜５軸モータの駆動による各部
の移動により把持部１９ａを所定位置から所定位置へ移
動させる。The gripping portion 19a is moved from a predetermined position to a predetermined position by the movement of each part by the driving of the one-axis to five-axis motors.
【００２４】図３は、図１に示すスレーブアームを有す
る本実施例に係る産業用マニプレータを有する右側面
図、図４はその背面図、図５はその平面図である。これ
ら図３〜図５中、図１及び図２と同一部分には同一番号
を付し重複する説明は省略する。FIG. 3 is a right side view having the industrial manipulator according to the present embodiment having the slave arm shown in FIG. 1, FIG. 4 is a rear view thereof, and FIG. 5 is a plan view thereof. 3 to 5, the same parts as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.
【００２５】図３〜図５に示すように、旋回台１には運
転席２１、マスターアーム２２及びジョイステックレバ
ー２３が配設してある。旋回台１を回動する１軸モータ
は、基台３内に収納してある。垂直アーム４を回動する
２軸モータ２４は、支持部２５を介して旋回台１に配設
してある。水平アーム１１を回動する３軸モータ２６は
上部ユニット７に配設してある。このとき３軸モータ２
６の軸心は軸心Ｏ 3 からズラして配設してある。ハンド
部１９を垂直面内で回動する４軸モータ２７は、手首部
１３に水平に突出して配設してある。把持部１９ａを水
平面内で回動する５軸モータ２８は、手首部１３に垂直
に突出して配設してある。As shown in FIGS. 3 to 5, the swivel 1 is provided with a driver's seat 21, a master arm 22, and a joystick lever 23. A one-axis motor for rotating the swivel base 1 is housed in the base 3. A two-axis motor 24 for rotating the vertical arm 4 is provided on the swivel 1 via a support 25. The three-axis motor 26 for rotating the horizontal arm 11 is provided in the upper unit 7. At this time, the three-axis motor 2
Axis of 6 are then arranged in Shifts from the axis O 3. A four-axis motor 27 that rotates the hand unit 19 in a vertical plane is disposed so as to protrude horizontally from the wrist unit 13. The five-axis motor 28 that rotates the grip 19a in a horizontal plane is disposed so as to protrude perpendicularly to the wrist 13.
【００２６】上述の１軸〜５軸モータで回動する旋回台
１、垂直アーム４、水平アーム１１、ハンド部１９及び
把持部１９ａの回動中心を図３〜図５中にそれぞれ
Ｏ1 ，Ｏ 2 ，Ｏ3 ，Ｏ4 ，Ｏ5 で示す。The swivel table which is rotated by the above-described one-axis to five-axis motors
1, vertical arm 4, horizontal arm 11, hand unit 19 and
The rotation center of the grip 19a is shown in FIGS.
O1, O Two, OThree, OFour, OFiveIndicated by
【００２７】マスターアーム２２は、スレーブアームと
相似形に形成してあり、このマスターアーム２２をオペ
レータが操作することによりスレーブアームがマスター
アームと相似形となるように制御される。ジョイステッ
クレバー２３は、これをオペレータが前後に倒すことに
より旋回台１を大きく、高速度で左右方向に回動するた
めのものである。マスターアーム２２は運転席２１のオ
ペレータが右手で操作するように運転席２１の右側に、
ジョイステックレバー２３は前記オペレータが左手で操
作するように運転席２１の左側にそれぞれ配設してあ
る。The master arm 22 is formed in a similar shape to the slave arm. When the master arm 22 is operated by an operator, the slave arm is controlled so as to be similar to the master arm. The joystick lever 23 is used for turning the turntable 1 large by turning it back and forth by an operator, and for turning the turntable 1 in the left-right direction at a high speed. The master arm 22 is provided on the right side of the driver's seat 21 so that the operator of the driver's seat 21 operates with the right hand.
The joystick lever 23 is disposed on the left side of the driver's seat 21 so that the operator can operate it with his / her left hand.
【００２８】図６は、図３に示す産業用マニプレータの
マスターアーム２２を抽出・拡大して示す右側面図、図
７はその背面図、図８はその平面図である。FIG. 6 is a right side view showing the master arm 22 of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner, FIG. 7 is a rear view thereof, and FIG. 8 is a plan view thereof.
【００２９】図６〜図８に示すように、マスターアーム
２２は、スレーブアームの各構成部品に対応する各部品
をスレーブアームと同様の結合関係を保ちながら相似形
に構成したものである。すなわち、アーム及びレバーの
長さはスレーブアームに相似で、関節回動範囲はスレー
ブアームと等しく構成してある。As shown in FIG. 6 to FIG. 8, the master arm 22 is formed by forming the parts corresponding to the respective constituent parts of the slave arm in a similar shape while maintaining the same coupling relationship as the slave arm. That is, the length of the arm and the lever is similar to the slave arm, and the joint rotation range is configured to be equal to that of the slave arm.
【００３０】図６〜図８中、３３は旋回台１に対応する
旋回部、３４は垂直アーム４に対応する垂直アーム、３
５，３６，３９，４０，４４，４６，４７，５０は回動
軸５，６，２０及び軸９，１０，１４，１６，１７にそ
れぞれ対応する軸、３７は上部ユニット７に対応する上
部ユニット、３８は垂直レバー８に対応する垂直レバ
ー、４１は水平アーム１１に対応する水平アーム、４２
はカウンタウエイト１２に対応するカウンタウエイト、
４３は手首部１３に対応する手首部、４３ａはブラケッ
ト１３ａに対応するブラケット、４５は水平レバー１５
に対応する水平レバー、４８はブラケット１８に対応す
るブラケットである。In FIGS. 6 to 8, reference numeral 33 denotes a swivel unit corresponding to the swivel table 1; 34, a vertical arm corresponding to the vertical arm 4;
5, 36, 39, 40, 44, 46, 47, and 50 are axes respectively corresponding to the rotating shafts 5, 6, and 20 and the shafts 9, 10, 14, 16, and 17, and 37 is an upper part corresponding to the upper unit 7. A unit, 38 is a vertical lever corresponding to the vertical lever 8, 41 is a horizontal arm corresponding to the horizontal arm 11, 42
Is a counter weight corresponding to the counter weight 12,
43 is a wrist part corresponding to the wrist part 13, 43a is a bracket corresponding to the bracket 13a, 45 is a horizontal lever 15
, A bracket 48 corresponding to the bracket 18.
【００３１】操作部５１は軸５０を介して手首部４３
に、垂直面内を回動可能に取付けてある。また、この操
作部５１の頂部には、水平面内を回動するハンド操作部
５１ａが設けてあり、このハンド操作部５１ａを回動す
ることにより５軸モータ２８（図３参照）でハンド部１
９を回動させる。操作部５１に配設してあるハンド開閉
スイッチ５２、操作スイッチ５３は、その操作によりハ
ンド部１９（図３参照）の把持部１９ａの開閉を行なう
とともに、スレーブアームの制御操作を起動することが
できる。The operation unit 51 is connected to the wrist 43 via the shaft 50.
Is mounted so as to be rotatable in a vertical plane. At the top of the operation unit 51, a hand operation unit 51a that rotates in a horizontal plane is provided. By rotating the hand operation unit 51a, the hand unit 1 is turned by the 5-axis motor 28 (see FIG. 3).
9 is rotated. The hand open / close switch 52 and the operation switch 53 provided on the operation unit 51 can open and close the grip 19a of the hand unit 19 (see FIG. 3) by the operation, and can start the control operation of the slave arm. it can.
【００３２】このとき、旋回部３３は、旋回台１に、水
平面内を回動可能に配設してある。垂直アーム３４、垂
直レバー３８、水平アーム４１、水平レバー４５及び操
作部５１は、軸３５，３９，３６，４６，５０を回動中
心として垂直面内を回動し得るように構成してある。こ
のときの各回動中心を図６中にＯ6 ，Ｏ7 ，Ｏ8 ，
Ｏ 9 ，Ｏ10の符号を付して示す。また、軸４０，４４，
４７の各中心を図６中にＯ 11，Ｏ12，Ｏ13の符号を付し
て示す。At this time, the swivel unit 33 applies water to the swivel table 1.
It is arranged to be rotatable in a plane. Vertical arm 34, vertical
The straight lever 38, the horizontal arm 41, the horizontal lever 45 and the operation
The working unit 51 is rotating the shafts 35, 39, 36, 46, 50
It is configured so that it can rotate in a vertical plane as a center. This
In FIG. 6, each rotation center at the time of6, O7, O8,
O 9, OTenIt is indicated by the reference numeral. Also, the shafts 40, 44,
Each center of 47 is indicated by O in FIG. 11, O12, O13With the sign of
Shown.
【００３３】マスターアーム２２における各部の回動量
は、各軸毎に設けたポテンショメータ５４，５５，５
６，５７，５８により検出する。かくして、これら１〜
５軸ポテンショメータ５４〜５８の検出信号に基づき制
御部を介してスレーブアームの１軸モータ、２軸モータ
２４、３軸モータ２６、４軸モータ２７及び５軸モータ
２８（図３参照）を駆動するように構成してある。The amount of rotation of each part of the master arm 22 is determined by potentiometers 54, 55, and 5 provided for each axis.
6, 57 and 58. Thus, these 1
The 1-axis motor, 2-axis motor 24, 3-axis motor 26, 4-axis motor 27, and 5-axis motor 28 (see FIG. 3) of the slave arm are driven via the control unit based on the detection signals of the 5-axis potentiometers 54 to 58. It is configured as follows.
【００３４】引張りバネ５９は、その両端部を旋回部３
３と上部ユニット３７とに係止してあり、通常時（非操
作時）には垂直アーム３４及び垂直レバー３８を、垂直
状態に保持するように構成してある。カウンタウエイト
４２は、水平アーム４１の基端部に固着してあり、通常
時には水平アーム４１を基本姿勢である水平状態に保持
するように構成してある。さらに旋回部３３及び操作部
５１には、それぞれ捩りバネ（図示せず）が介装してあ
り、各部の操作力に抗して旋回部３３、ハンド操作部５
１ａが原点位置に復帰するように旋回部３３及びハンド
操作部５１ａをその回動軸回りに水平面内で回動すると
ともに、操作部５１が原点位置に復帰するように操作部
５１をその回動軸回りに垂直面内で回動するように構成
してある。The tension spring 59 has both ends at the turning portion 3.
3 and the upper unit 37, so that the vertical arm 34 and the vertical lever 38 are held in a vertical state in a normal state (when not operated). The counterweight 42 is fixed to the base end of the horizontal arm 41, and is configured to normally hold the horizontal arm 41 in a horizontal state, which is a basic posture. Further, torsion springs (not shown) are interposed in the turning part 33 and the operating part 51, respectively, so that the turning part 33 and the hand operating part 5 can resist the operating force of each part.
The turning unit 33 and the hand operating unit 51a are rotated in a horizontal plane around their rotation axes so that 1a returns to the home position, and the operating unit 51 is rotated so that the operating unit 51 returns to the home position. It is configured to rotate in a vertical plane around the axis.
【００３５】かくして、マスターアーム２２の操作部５
１を手６０で把持して所定の操作を行なった後、この手
６０を離すことにより各部は原点位置に復帰し、基本姿
勢を保持するように構成してある。Thus, the operation unit 5 of the master arm 22
After performing a predetermined operation while holding the hand 1 with the hand 60, the parts are returned to the origin position by releasing the hand 60, and the basic posture is maintained.
【００３６】図９は、図３に示す産業用マニプレータの
ジョイステックレバー部分を抽出・拡大して示す右側面
図である。同図に示すように、ジョイステックレバー２
３は、旋回台１に立設した支柱６１の上端に固着してあ
り、そのレバー部２３ａを前後に倒して所定の操作を行
なうように構成してある。FIG. 9 is a right side view showing the joystick lever portion of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner. As shown in FIG.
Numeral 3 is fixed to the upper end of a column 61 erected on the swivel 1 so that the lever 23a can be tilted back and forth to perform a predetermined operation.
【００３７】上記実施例において、オペレータは運転席
２１に着席してマスターアーム２２若しくはジョイステ
ックレバー２３を操作する。すなわち、マスターアーム
２２の操作スイッチ５３を押した状態でジョイステック
レバー２３を前後に倒すことにより制御部（図示せず）
を介して１軸モータが駆動される結果、旋回台１は大き
く、迅速に水平面内を回動する。In the above embodiment, the operator sits on the driver's seat 21 and operates the master arm 22 or the joystick lever 23. That is, the control unit (not shown) is obtained by tilting the joystick lever 23 back and forth while pressing the operation switch 53 of the master arm 22.
As a result, the turntable 1 is large and quickly rotates in the horizontal plane.
【００３８】一方、オペレータがマスターアーム２２の
操作部５１を把持して旋回部３３を回動することによ
り、このときの回動量を１軸ポテンショメータ５４で検
出する結果、前記制御部を介して１軸モータが駆動さ
れ、旋回部３３の回動量に応じて旋回台１を旋回する。On the other hand, when the operator grips the operating part 51 of the master arm 22 and turns the turning part 33, the amount of turning at this time is detected by the one-axis potentiometer 54. The shaft motor is driven to turn the swivel base 1 according to the amount of rotation of the swivel unit 33.
【００３９】以下、同様にオペレータの操作により垂直
アーム３４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操
作部５１ａを回動・操作することにより、このときの回
動量を２軸〜５軸ポテンショメータ５５，５６，５７，
５８で検出する結果、前記制御部を介して２軸〜５軸モ
ータ２４，２６，２７，２８が駆動され、垂直アーム３
４、水平アーム４１、操作部５１及びハンド操作部５１
ａの回動量に応じて垂直アーム４、水平アーム１１、ハ
ンド部１９及び把持部１９ａをそれぞれ回動する。Similarly, by turning and operating the vertical arm 34, the horizontal arm 41, the operation unit 51, and the hand operation unit 51a by the operation of the operator, the amount of rotation at this time is controlled by the 2-axis to 5-axis potentiometer 55, 56, 57,
As a result of the detection at 58, the 2-axis to 5-axis motors 24, 26, 27, 28 are driven via the control unit,
4. Horizontal arm 41, operation unit 51, and hand operation unit 51
The vertical arm 4, the horizontal arm 11, the hand unit 19, and the gripping unit 19a are respectively rotated according to the amount of rotation of “a”.
【００４０】このとき、ブラケット１３ａは常に垂直な
ブラケット１８と平行になり水平アーム１１及び水平レ
バー１５の姿勢の如何にかかわらず常に一定の姿勢を保
持する。また、搬送物を把持するときにはオペレータが
ハンド開閉スイッチ５２を押すことによりこれを行な
う。At this time, the bracket 13a is always parallel to the vertical bracket 18 and always keeps a constant posture regardless of the posture of the horizontal arm 11 and the horizontal lever 15. Further, when gripping the conveyed object, the operator presses the hand open / close switch 52 to do this.
【００４１】[0041]
【発明の効果】以上、実施例に基づいて具体的に説明し
たように、本発明では関節を電動により駆動するように
したので、制御性、応答性、位置精度が向上すると共に
周辺装置が簡略化することにより小型軽量化する。ま
た、低故障率であり、保守、点検の手間が省けるという
利点もある。特に、水平アーム及び水平レバーを含む平
行リンクには上部ユニットに配設した電動モータにより
効力良く駆動力が伝達される。As described above in detail with reference to the embodiments, in the present invention, the joints are driven by electric power, so that controllability, responsiveness, position accuracy are improved, and peripheral devices are simplified. By reducing the size, the size and weight are reduced. In addition, there is an advantage that the failure rate is low, and maintenance and inspection can be omitted. In particular, the driving force is effectively transmitted to the parallel link including the horizontal arm and the horizontal lever by the electric motor disposed in the upper unit.
【００４２】さらに、上部ユニットに垂直に設けたブラ
ケットと手首部のブラケットとの平行関係が保持され、
４節の平行リンク機構により手首部の姿勢を一定に保持
するようにしたので、この手首部を一定に保持するため
の特別な制御を行なうことなく、簡単な機構で手首部の
一定姿勢を保持し得る。また、マスターアームはスレー
ブアームと相似形としたので操作性も向上する。さら
に、水平アームの駆動用の電動モータの軸心を水平アー
ムの軸心に対しズラして上部ユニット上に配設したの
で、操作性も良くなる。 Furthermore, the parallel relationship between the bracket provided vertically on the upper unit and the bracket on the wrist is maintained,
The four-section parallel link mechanism keeps the wrist posture constant, so no special control is required to keep the wrist constant, and the wrist posture is kept constant with a simple mechanism. I can do it. Further, the operability is improved because the master arm has a similar shape to the slave arm. Further
Then, the axis of the electric motor for driving the horizontal arm is
Is displaced from the axis of the
Thus, the operability is improved.
【図１】本発明の実施例に係る垂直多関節の産業用マニ
プレータのうちスレーブアームを抽出してその基本構成
を示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram showing a basic configuration of a vertical multi-joint industrial manipulator according to an embodiment of the present invention, in which slave arms are extracted.
【図２】図１に示すスレーブアームを駆動した場合の１
つの姿勢を示す説明図である。FIG. 2 shows a case where the slave arm shown in FIG. 1 is driven.
It is explanatory drawing which shows one attitude | position.
【図３】図１に示すスレーブアームを有する本実施例に
係る産業用マニプレータを有する右側面図である。FIG. 3 is a right side view having the industrial manipulator according to the embodiment having the slave arm shown in FIG. 1;
【図４】図３の背面図である。FIG. 4 is a rear view of FIG. 3;
【図５】図３の平面図である。FIG. 5 is a plan view of FIG. 3;
【図６】図３に示す産業用マニプレータのマスターアー
ムを抽出・拡大して示す右側面図である。FIG. 6 is a right side view showing the master arm of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner.
【図７】図６の背面図である。FIG. 7 is a rear view of FIG. 6;
【図８】図６の平面図である。FIG. 8 is a plan view of FIG. 6;
【図９】図３に示す産業用マニプレータのジョイステッ
クレバー部分を抽出・拡大して示す右側面図である。FIG. 9 is a right side view showing a joystick lever portion of the industrial manipulator shown in FIG. 3 in an extracted and enlarged manner.
１ 旋回台 ２ 床面 ３ 基台 ４ 垂直アーム ５ 回動軸 ６ 回動軸 ７ 上部ユニット ８ 垂直レバー ９ 軸 １０ 軸 １１ 水平アーム １２ カウンタウエイト １３ 手首部 １３ａ ブラケット １４ 軸 １５ 水平レバー １６ 軸 １７ 軸 １８ ブラケット １９ ハンド部 １９ａ 把持部 １９ｂ 基端部 ２０ 回動軸 ２１ 運転席 ２２ マスターアーム ２３ ジョイステックレバー ２６ ３軸モータ ３３ 旋回部 ３４ 垂直アーム ３５ 回動軸 ３６ 回動軸 ３７ 上部ユニット ３８ 垂直レバー ３９ 軸 ４０ 軸 ４１ 水平アーム ４２ カウンタウエイト ４３ 手首部 ４３ａ ブラケット ４４ 軸 ４５ 水平レバー ４６ 軸 ４７ 軸 ４８ ブラケット Reference Signs List 1 swivel base 2 floor surface 3 base 4 vertical arm 5 rotation axis 6 rotation axis 7 upper unit 8 vertical lever 9 axis 10 axis 11 horizontal arm 12 counter weight 13 wrist part 13a bracket 14 axis 15 horizontal lever 16 axis 17 axis Reference Signs List 18 bracket 19 hand part 19a grip part 19b base end part 20 rotation axis 21 driver's seat 22 master arm 23 joystick lever 26 three-axis motor 33 rotation part 34 vertical arm 35 rotation axis 36 rotation axis 37 upper unit 38 vertical lever 39 axis 40 axis 41 horizontal arm 42 counter weight 43 wrist 43a bracket 44 axis 45 horizontal lever 46 axis 47 axis 48 bracket
Claims (1)
回可能に形成した旋回台と、基端部を旋回台に、また先
端部を上部ユニットにそれぞれ回動可能に取付けた垂直
アームと、基端部を旋回台に、また先端部を上部ユニッ
トにそれぞれ回動可能に取付けて垂直アームとともに４
節の平行リンク機構を形成する垂直レバーと、基端部を
上部ユニットに回動可能に取付けた水平アームと、Ｌ字
状の折曲部を水平アームの先端部に回動可能に取付けた
手首部と、手首部から吊下して吊下方向を軸とする軸回
りに回動可能に形成するとともに先端部に搬送物を把持
する把持部を形成したハンド部とを具えたスレーブアー
ムを有するとともに、このスレーブアームを操作するマ
スターアームを作業者が前記旋回台上で操作し得るよう
この旋回台上に配設したマスター・スレーブ形の産業用
マニプレータにおいて、 前記水平アームと、上部ユニットに垂直に固着した一方
のブラケットと、基端部を一方のブラケットに回動可能
に取付けた水平レバーと、水平アーム及び水平レバーの
先端部間を回動可能に連結する前記手首部のブラケット
とで形成した４節の平行リンク機構を具えるとともに、
この４節のリンク機構の駆動源である電動モータを前記
水平アームの回動中心である軸心からズラした位置にそ
の軸心が占位するように前記上部ユニットに配設すると
ともに、前記手首部を回動する駆動源を電動モータで形
成してこの電動モータを手首部に水平に突出させて配設
し、前記把持部を回動する駆動源を電動モータで形成し
てこの電動モータを手首部に垂直上方に突出させて配設
し、さらに他の各関節の駆動源を電動モータで形成した
スレーブアームを有することを特徴とするマスター・ス
レーブ形の産業用マニプレータ。1. A swivel base formed so as to be swivelable in a horizontal plane with respect to a base arranged on a floor, a vertical base rotatably mounted on a swivel base, and a vertical end rotatably mounted on an upper unit. The arm, the base end is rotatably mounted on the swivel base, and the distal end is rotatably mounted on the upper unit.
A vertical lever forming a parallel link mechanism of the knot, a horizontal arm whose base end is rotatably mounted on the upper unit, and a wrist whose L-shaped bent portion is rotatably mounted on the distal end of the horizontal arm parts and, Jikukai which was suspended from the wrist unit to the suspension direction and axis
A slave arm having a hand portion formed to be rotatable at the front end and having a grip portion for gripping a conveyed object at a distal end portion, and a machine for operating the slave arm.
The star arm can be operated by the operator on the turntable.
In the master / slave type industrial manipulator disposed on the swivel table , the horizontal arm, one bracket vertically fixed to the upper unit, and a horizontal base rotatably mounted on one bracket. A four-bar parallel link mechanism formed by a lever and a bracket on the wrist that rotatably connects the distal end of the horizontal arm and the horizontal lever;
Wherein the electric motor as a drive source for this four bar linkage
Move it to a position shifted from the axis that is the center of rotation of the horizontal arm.
When disposed on the upper unit so that the axis of
In both cases, the drive source that rotates the wrist is formed by an electric motor.
And arrange this electric motor so that it protrudes horizontally from the wrist
And a drive source for rotating the grip portion is formed by an electric motor.
A master switch having a lever arm formed by projecting an electric motor on a wrist vertically upward and further having a slave arm formed by an electric motor as a drive source for each of the other joints .
Reeve type industrial manipulator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111307A JP2620488B2 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Master / slave type industrial manipulator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5111307A JP2620488B2 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Master / slave type industrial manipulator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06335879A JPH06335879A (en) | 1994-12-06 |
| JP2620488B2 true JP2620488B2 (en) | 1997-06-11 |
Family
ID=14557914
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5111307A Expired - Lifetime JP2620488B2 (en) | 1993-05-13 | 1993-05-13 | Master / slave type industrial manipulator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2620488B2 (en) |
Families Citing this family (3)
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
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| JPH0790474B2 (en) * | 1985-04-27 | 1995-10-04 | 日産自動車株式会社 | Articulated industrial robot |
-
1993
- 1993-05-13 JP JP5111307A patent/JP2620488B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH06335879A (en) | 1994-12-06 |
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