JP3695562B2 - 産業用ロボット - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、バランサを有する垂直多関節型の産業用ロボットに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来のバランサを有する垂直多関節型の産業用ロボットは、図3に示すように構成されている。
図において、1はベースであり、設置場所に固定されている。2は旋回ヘッドであり、ベース1に取り付けられ、図示しない垂直軸回りに、自在に旋回駆動される。3は下部アームであり、旋回ヘッド2に取り付けられ、第1の回動軸4回りに回転駆動され、その先端には、上部アーム5が取り付けられ、第2の回動軸6回りに回転駆動される。7は手首部であり、3軸回りの回転自由度を持ち、上部アーム5の先端に取り付けられている。
10はバランサであり、ばね箱10aと連結棒10bとばね10cからなる。
連結棒10bは、ばね箱10aに、摺動自在に取り付けられ、連結棒10bをばね箱10aから引き出すと、ばね箱10aと連結棒10bの間に配設したばね10cの力で、連結棒10bをばね箱10aの中へ引き戻す力が発生するように構成されている。バランサ10は、ばね箱10aの連結棒10bの反対側の端部を下部アーム3に設けた上部支持点13に、連結棒10bの端部を旋回ヘッド2に設けた下部支持点14にそれぞれ図示しないベアリングを介して回動自在に支持されている。下部支持点14は、旋回ヘッド2の、第1の回動軸4から離れた所定の位置にあり、下部アーム3が、垂直に立った姿勢を取るとき、第2の回動軸6、上部支持点13、下部支持点14、および第1の回動軸4が、ロボットの側面からみて、垂直な一線に並ぶように配置されている。
このように構成されているので、下部アーム3が、垂直に立った姿勢を取るとき、上部支持点13と下部支持点14の間の距離は最小になる。すなわち、この時、バランサ10の長さは最小になる。下部アーム3を傾け、3’で示した姿勢を取ると、バランサ10は10’で示す姿勢と形状になる。このとき、上部支持点13と下部支持点14の間の距離が広がり、連結棒10bは、ばね箱10aから引き出され、ばね10cによって、連結棒10bをばね箱10aに引き戻す力が生じる。一方下部アーム3には、下部アーム3自身及び上部アーム6、手首部7の重量によって、下部アーム3を倒すモーメントが生じる。バランサ10に生じた力は下部アーム3を引き起こす方向に働くから、バランサ10は下部アーム3に生じる重力による負荷を軽減する働きをする。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この従来技術では、次のような問題がある。
下部アーム3の動作範囲を大きくすると、バランサ10の動作ストロークを大きくする必要があるが、動作ストロークを大きくするためには、ばね10cの長さを大きくする必要がある。ばね10cを長くすると、ばね10cの曲がりや倒れが発生するので、ばね10cの長さには、限界がある。
仮に、曲がりや倒れの問題がない、長いばねがあったとしても、下部アーム3を大きく倒すと、図3に示すように、連結棒10bと旋回ヘッド2が干渉する。
このように、下部アーム3の動作範囲を大きく出来ないという問題がある。
そこで本発明は、下部アーム3の動作範囲が大きく、かつ、バランサの動作ストロークの小さい産業用ロボットを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するために、本発明は、バランサの下部支持点を、下部アームの回動軸回りに、下部アームに同期して回動するようにするものである。
【0005】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図1は、本発明の実施例を示す垂直多関節型の産業用ロボットの旋回ヘッドと下部アームとバランサの連結部を示す正断面図であり、図2は側面図である。
従来技術と共通する部分についての説明は省略する。
図において、2は旋回ヘッドであり、旋回ヘッド2には、第1の減速機21と第2の減速機22と駆動モータ23が、同軸に固定されている。第2の減速機22の中心軸まわりは、中空になっていて、図の左から右まで、穴が貫通している。駆動モータ23の出力軸231は、インプットギヤ24を介して、第2の減速機22の入力部221に結合するとともに、前記穴を通って、第1の減速機21とも結合している。つまり駆動モータ23は、第1の減速機21と第2の減速機22の両方と結合している。第1の減速機21の出力部212には、下部アーム3が固定されている。第2の減速機22の出力部222には、ブラケット25が固定され、ブラケット25の先端には、バランサ10の連結棒10bが、回動自在に支持され、下部アーム3が垂直の姿勢を取るとき、バランサ10も垂直になるようにしている。つまり下部支持点14は、ブラケット25の先端にあって、下部アームと、同軸に、同期して、回転駆動される。
第1の減速機21の減速比は、第2の減速機22の減速比より大きい。すなわち、図2に示すように、駆動モータ23が回転する時のブラケット25の回転角θ2は、下部アーム3の回転角θ1に比べて小さい。
このように、ブラケット25の回転によって、下部支持点14が第1の回動軸4回りに回転するので、下部アーム3の回転角θ1を大きくしても、連結棒10bと旋回ヘッド2は干渉しない。
下部支持点14の回転角θ2は、下部アーム3の回転角θ3に比べて小さいので、下部アーム3が、回転すると、上部支持点13と下部支持点14の間の距離が開くので、連結棒10bは、ばね箱10aから引き出され、バランサ10には、下部アーム3を、重力に逆らって引き起こす方向の力が生じる。この時、バランサ10の動作ストロークは、下部支持点14が旋回ヘッド2に固定されている場合に比べて小さい。
【0006】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によれば、次のような効果がある。
(1)下部支持点が、下部アームの回動軸回りに、その回転角が、下部アームの回転角に対して、一定の割合になるように回転するので、下部アームを垂直姿勢から大きく回動させても、バランサと旋回ヘッドが干渉せず、またバランサの動作ストロークも小さいので、下部アームの動作範囲を大きくできる。
(2)ばねのストロークが短いので、ばねのねじり応力が低減され、ばねの素線系やコイル平均径を小さくできる。そのためバランサを小型軽量にできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示す産業用ロボットの旋回ヘッドと下部アームとバランサの連結部の正断面図である。
【図2】本発明の実施例を示す産業用ロボットの側面図である。
【図3】従来技術を示す産業用ロボットの側面図である。
【符号の説明】
1:ベース
2:旋回ヘッド
3:下部アーム
4:第1の回動軸
5:上部アーム
6:第2の回動軸
7:手首部
10:バランサ
10a:ばね箱
10b:連結棒
10c:ばね
13:上部支持点
14:下部支持点
21:第1の減速機
212:出力部
22:第2の減速機
221:入力部
222:出力部
23:駆動モータ
231:出力軸
24:インプットギヤ
25:ブラケット
Claims (1)
- 固定部と、前記固定部に回動自在に支持されたアームと、バランサを備え、前記バランサは、連結棒をばね箱に摺動自在に取り付けるとともに、ばねを前記ばね箱の内部に、前記連結棒と前記ばね箱の間に挟んで構成されるものであり、前記固定部に設けた下部支持点と前記アームに設けた上部支持点とでそれぞれ回動自在に支持され、重力によって前記アームを倒す方向に働くモーメントを打ち消す方向に力を発生させるものである産業用ロボットにおいて、
前記下部支持点が、前記アームの回動軸回りに、前記アームと同期して回動し、前記下部支持点の回動角は前記アームの回動角よりも小さく、前記下部支持点の回動角と前記アームの回動角の比率が一定であることを特徴とする産業用ロボット。
Priority Applications (1)
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JP24945297A JP3695562B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 産業用ロボット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP24945297A JP3695562B2 (ja) | 1997-08-29 | 1997-08-29 | 産業用ロボット |
Publications (2)
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JPH1170489A JPH1170489A (ja) | 1999-03-16 |
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Family Applications (1)
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1997
- 1997-08-29 JP JP24945297A patent/JP3695562B2/ja not_active Expired - Fee Related
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