JP7007723B2 - 手首ユニット - Google Patents

Description

本発明は、例えば、直交三軸ロボットの先端に取り付けられ揺動動作と回転動作を行う手首ユニットに係り、特に、電源が供給されない場合であっても手動で容易に揺動角度と回転角度の調整ができるように工夫したものに関する。

従来の手首ユニットを開示するものとして、例えば、特許文献１等がある。
まず、特許文献１に記載された「アームの関節、及びそれを有するロボット」では、第１アームと第２アームが中間アームを介して連結されている。
上記中間アームは上記第１アームに対して回転可能に設置されていて、上記第２アームは上記中間アームに対して上記第１アームに対する上記中間アームの回転軸と直交する軸を回転軸として回転可能に設置されている。

また、上記第１アームには２つの差動入力軸が回転可能に設置されていて、これらの差動入力軸をそれぞれ回転・駆動する駆動源が設置されている。上記駆動源によって平歯車を介して駆動軸が回転され、上記駆動軸の回転が上記駆動軸に固着されたウォームを介して上記差動入力軸に伝達される。
上記中間アームには差動出力軸が回転可能に設置されている。この差動出力軸の基端側には傘歯車が固着されている。上記２つの差動入力軸の先端側にもそれぞれ傘歯車が固着されていて、上記差動出力軸の傘歯車に対して、上記２つの差動入力軸の傘歯車が噛合されている。

このような構成により、上記駆動源による上記２つの差動入力軸の回転方向の組み合わせにより、上記第２アームの揺動動作や回転動作が行われる。

特許５１９５０５４号公報

上記従来の構成によると、次のような問題があった。
まず、特許文献１に記載された「アームの関節、及びそれを有するロボット」では、駆動源から中間アームや第２アームに対する動力の伝達は平歯車、ウォームホイール、ウォーム、及び、傘歯車によって行われており、例えば、停電によって電力が供給されなくなると、上記第２アームの揺動角度や回転角度の調整が非常に困難になってしまう。

本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、電源が供給されない場合であっても手動で容易に揺動角度と回転角度の調整ができる手首ユニットを提供することにある。

上記目的を達成するべく本願発明の請求項１による手首ユニットは、ハウジングと、上記ハウジング内に内装された揺動用駆動モータと、上記ハウジング内に内装された回転用駆動モータと、上記ハウジングに対して回転可能に設置された揺動中心軸と、上記揺動用駆動モータにより上記揺動中心軸を回転させることで揺動させられる回転中心軸と、上記回転中心軸の周りに回転可能に設けられ上記回転用駆動モータにより回転せられる手首と、を具備し、上記揺動中心軸を手動で回転させる揺動姿勢調整手段と上記手首を手動で回転させる回転姿勢調整手段が設けられていて、上記ハウジングには揺動側伝達機構収容部材と回転側伝達機構収容部材が設置されていて、上記揺動姿勢調整手段は上記揺動側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないとともに上記回転姿勢調整手段も上記回転側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないことを特徴とするものである。
また、請求項２による手首ユニットは、請求項１記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は揺動駆動軸を介して上記揺動中心軸に伝達され、上記揺動姿勢調整手段は上記揺動駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とするものである。
また、請求項３による手首ユニットは、請求項２記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は上記揺動駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に固着された揺動側ヘリカルギヤを介して上記揺動中心軸に伝達されることを特徴とするものである。
また、請求項４による手首ユニットは、請求項１～請求項３の何れかに記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は回転駆動軸を介して上記手首に伝達され、上記回転姿勢調整手段は上記回転駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とするものである。
また、請求項５による手首ユニットは、請求項４記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は上記回転駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に回転可能に取り付けられた回転側ヘリカルギヤと一対のべベルギヤを介して上記手首に伝達されることを特徴とするものである。

以上述べたように、本願発明の請求項１による手首ユニットによると、ハウジングと、上記ハウジング内に内装された揺動用駆動モータと、上記ハウジング内に内装された回転用駆動モータと、上記ハウジングに対して回転可能に設置された揺動中心軸と、上記揺動用駆動モータにより上記揺動中心軸を回転させることで揺動させられる回転中心軸と、上記回転中心軸の周りに回転可能に設けられ上記回転用駆動モータにより回転せられる手首と、を具備し、上記揺動中心軸を手動で回転させる揺動姿勢調整手段と上記手首を手動で回転させる回転姿勢調整手段が設けられているので、上記揺動姿勢調整手段により手動で揺動角度を容易に調製することができるとともに、上記回転姿勢調整手段により手動で回転角度を容易に調製することができる。
また、請求項２による手首ユニットによると、請求項１記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は揺動駆動軸を介して上記揺動中心軸に伝達され、上記揺動姿勢調整手段は上記揺動駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であるので、更に容易に揺動角度の調整を行うことができる。
また、請求項３による手首ユニットによると、請求項２記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は上記揺動駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に固着された揺動側ヘリカルギヤを介して上記揺動中心軸に伝達されるので、非駆動時であっても外力により揺動され難く、ブレーキを不要とし、小型化させることができる。
また、請求項４による手首ユニットによると、請求項１～請求項３の何れかに記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は回転駆動軸を介して上記手首に伝達され、上記回転姿勢調整手段は上記回転駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であるので、更に容易に回転角度の調整を行うことができる。
また、請求項５による手首ユニットによると、請求項４記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は上記回転駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に回転可能に取り付けられた回転側ヘリカルギヤと一対のべベルギヤを介して上記手首に伝達されることを特徴とするので、非駆動時であっても外力により回転され難く、ブレーキを不要とし、小型化させることができる。

本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットがＸ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の三次元空間内の任意の位置に移動可能に設置されたロボットの斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットを下側であって正面右側から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットを下側であって正面左側から見た斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットの左側面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットの正面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図４のＶＩ－ＶＩ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図５のＶＩＩ－ＶＩＩ断面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットのハウジング、揺動側伝達機構収容部、回転側伝達機構収容部、及び、軸カバを外した状態の背面図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、手首ユニットのハウジング、揺動側伝達機構収容部材、回転側伝達機構収容部材、及び、軸カバを外した状態で背面側から視た斜視図である。 本発明の一実施の形態を示す図で、図５のＸＩ－ＸＩ断面図である。

以下、図１乃至図１０を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
この一実施の形態によるロボット１には、図１に示すように、まず、２つのＸ軸用アクチュエータ３ａ、３ｂがＸ軸方向に平行に設置されている。
上記Ｘ軸用アクチュエータ３ａにはハウジング７があり、このハウジング７はベース９に固着されている。上記ハウジング７に対して、スライダ１１がＸ軸方向に移動可能に設置されている。このスライダ１１の一部は、上記ハウジング７の開口部１３を介して上記ハウジング７の外部に突出されている。また、上記スライダ１１は、上記ハウジング７内に設置された図示しないガイドによって、Ｘ軸方向に案内されている。

また、上記ハウジング７内には図示しないボールねじ軸が設置されており、上記スライダ１１にはボールねじナット（図示せず）が固着されている。上記ボールねじ軸は上記ボールねじナットに螺合されていて、上記ボールねじ軸が回転されると、上記ボールねじナットひいては上記スライダ１１がＸ軸方向に移動される。また、上記ハウジング７の開口部１３は、上記スライダ１１を貫通して設置されるカバ１５によって閉塞されている。

また、上記ハウジング７の後方（図１中右上側）にはモータケース１７が設置されている。このモータケース１７内には、上記ボールねじ軸を回転・駆動する図示しないモータが設置されている。上記Ｘ軸アクチュエータ３ａには信号の伝達や電力の供給を行うケーブル（図示せず）が接続されている。
なお、上記Ｘ軸用アクチュエータ３ｂも、上記Ｘ軸用アクチュエータ３ａと同様の構成であり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
そして、上記Ｘ軸アクチュエータ３ａ、３ｂは同期制御される。

上記Ｘ軸アクチュエータ３ａ、３ｂのスライダ１１、１１にはＹ軸アクチュエータ１９が懸架されている。すなわち、このＹ軸アクチュエータ１９は、上記Ｘ軸アクチュエータ３ａ、３ｂに直交するＹ軸方向に沿って配置されている。このＹ軸アクチュエータ１９は、上記Ｘ軸用アクチュエータ３ａ、３ｂと同様の構成をなしており、ハウジング２１に対してスライダ２５がＹ軸方向に移動されるように構成されている。上記ハウジング２１のＹ軸方向両端は、取付部材２３、２３を介して、上記Ｘ軸アクチュエータ３ａ、３ｂのスライダ１１、１１に固着されている。
なお、上記Ｘ軸アクチュエータ３ｂのスライダ１１に対応する取付部材２３は、図示されていないが、説明の都合上符号を使用して説明する。

また、Ｘ軸アクチュエータ３ｂの側方には、上記Ｙ軸アクチュエータ１９への信号の伝達や電力の供給を行う図示しないケーブルが内装されたケーブルキャリア２７が設置されている。このケーブルキャリア２７の一端は上記Ｘ軸アクチュエータ３ｂ側のベース９に固着され、他端は上記Ｙ軸アクチュエータ１９のモータケース（図示せず）に固着されている。

また、上記Ｙ軸アクチュエータ１９のスライダ２５には、取付部材２９を介して、Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１が設置されている。このＺ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１には、まず、ハウジング３３がある。このハウジング３３内には、図示しないＺ軸駆動用モータと、このＺ軸駆動用モータによって回転・駆動されるボールねじ軸（図示せず）が設置されている。このボールねじ軸には、図示しないボールねじナットが螺合されている。このボールねじナットには、中空ボールスプライン軸３５が、Ｚ軸方向に対して一体化された状態で、且つ、Ｒ方向に対しては回転可能な状態で設置されている。

上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１には、図示しないボールスプラインナットが回転可能に設置されており、上記中空ボールスプライン軸３５はこのボールスプラインナットを貫通して、上記ハウジング３３の先端側（図１中下側）から外部に突出されている。上記中空ボールスプライン軸３５は上記ボールスプラインナットに対してＺ軸方向に対しては移動可能に構成されていて、Ｒ方向に対しては一体化されている。
また、上記中空ボールスプライン軸３５の外周側には凹部が形成されている。また、上記ボールスプラインナットの内周側にも凹部が形成されているとともに、その内部には図示しない無負荷循環路が形成されている。上記中空ボールスプライン軸３５の外周側の凹部と上記ボールスプラインナットの内周側の凹部との間の空間と上記無負荷循環路には、図示しない複数の鋼球が転動・循環されるようになっている。
また、上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１には、図示しないＲ軸駆動用モータが設置されており、例えば、図示しないプーリ・タイミングベルト機構を介して、上記Ｒ軸駆動用モータの動力が上記ボールスプラインナットに伝達される。

上記Ｚ軸駆動用モータによって、上記ボールねじ軸が回転・駆動されると、上記中空ボールスプライン軸３５がＺ軸方向に昇降される。また、上記Ｒ軸駆動用モータによって、上記ボールスプラインナットが回転されると、上記中空ボールスプライン軸３５もＺ軸を中心に回転される。

また、上記Ｙ軸アクチュエータ１９の側方には、上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１への信号の伝達や電力の供給を行う図示しないケーブルが内装されたケーブルキャリア３７が設置されている。このケーブルキャリア３７の一端は上記Ｙ軸アクチュエータ１９のハウジング２１に取付部材３９ａを介して固着され、他端は取付部材３９ｂ及び上記取付部材２９を介して、ハウジング３３に固着されている。

また、上記中空ボールスプライン軸３５の先端には、手首ユニット４１が設置されている。この手首ユニット４１は、上記Ｘ軸アクチュエータ３ａ、３ｂ、Ｙ軸アクチュエータ１９、Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１によって、Ｘ軸・Ｙ軸・Ｚ軸の三次元空間内で任意に移動制御されるとともに、上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１によってＲ軸方向に回転される。

また、上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１の側方には、上記手首ユニット４１への信号の伝達や電力の供給を行うケーブル４２ａ、４２ａが設置されている。上記ケーブル４２ａ、４２ａの一端は上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１のハウジング３３に取付部材４２ｂを介して固定されており、他端は上記手首ユニット４１側に接続されている。また、上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１のハウジング３３にはケーブルガイド部材４２ｃが設置されている。上記取付部材４２ｂとこのケーブルガイド部材４２ｃによって、上記ケーブル４２ａ、４２ａをガイドしている。

上記手首ユニット４１は次のような構成となっている。
まず、図２乃至図５に示すように、ハウジング４３がある。このハウジング４３は、例えば、図６及び図７に示すように、先端側と基端側（図６中上側及び下側）が開口された中空のハウジング本体４５と、このハウジング本体４５の先端側（図６中下側）を閉塞する先端側キャップ４７と、上記ハウジング本体４５の基端側（図６中上側）を閉塞する基端側キャップ４９とから構成されている。
上記先端側キャップ４７には、揺動側プーリ収容凹部５１と回転側プーリ収容凹部５３が形成されている。

上記ハウジング本体４５内には、揺動用駆動モータ６１が設置されている。この揺動用駆動モータ６１は、例えば、図６に示すように、モータハウジング６３と、このモータハウジング６３の内周面に固着されたステータ６５と、このステータ６５の内周側に回転可能に設置されたロータ６７と、このロータ６７に固着された出力軸６９とから構成されている。また、上記揺動用駆動モータ６１の基端側（図６中上側）には、上記出力軸６９の回転数及び回転角度を検出するエンコーダ７１が設置されている。

例えば、図６及び図７に示すように、上記先端側キャップ４７には揺動側伝達機構収容部材７３が設置されている。この揺動側伝達機構収容部材７３内には、図７に示すように、揺動駆動軸収容部７５が形成されている。

上記揺動駆動軸収容部７５内には軸受７９、７９によって回転可能に揺動駆動軸８１が設置されている。この揺動駆動軸８１には、揺動側ウォームギヤ８３が固着されている。
また、図７乃至図９に示すように、上記揺動駆動軸８１の先端側（図７中下側）の中央には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部８５が形成されている。このマイナスドライバ係合用凹部８５は、上記揺動駆動軸８１の径方向（図９中左下から右上に向かう方向）に延長・形成されており、図示しないマイナスドライバの先端が係合され、上記図示しないマイナスドライバによって上記揺動駆動軸８１を手動で回転できるようになっている。

また、図８に示すように、上記揺動駆動軸８１の先端側（図８中下側）の外周側には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるレンチ係合用凹部８７、８７が形成されている。このレンチ係合用凹部８７、８７には図示しないオープンエンドレンチやモンキーレンチが係合され、上記図示しないオープンエンドレンチやモンキーレンチによって上記揺動駆動軸８１を手動で回転できるようになっている。

また、上記先端側キャップ４７の揺動側プーリ収容凹部５１内には、揺動側タイミングプーリ・タイミングベルト機構９１が収容されている。上記揺動側タイミングプーリ・タイミングベルト機構９１は、上記揺動用駆動モータ６１の出力軸６９に固着された揺動側第１タイミングプーリ９３と、上記揺動駆動軸８１の基端側（図９中上端側）に固着された揺動側第２タイミングプーリ９５と、上記揺動側第１タイミングプーリ９３と上記揺動側第２タイミングプーリ９５に巻回された揺動側タイミングベルト９７とから構成されている。上記揺動側第１タイミングプーリ９３、上記揺動側第２タイミングプーリ９５、及び、上記揺動側タイミングベルト９７には、図示しない複数の歯が形成されており、上記揺動側タイミングベルト９７の歯が上記揺動側第１タイミングプーリ９３の歯及び上記揺動側第２タイミングプーリ９５の歯と噛合されている。

図６に示すように、上記揺動側伝達機構収容部材７３には、軸受９９、９９を介して、揺動中心軸１０１が回転可能に支持されている。上記揺動側伝達機構収容部材７３内には、上記揺動中心軸１０１に固着された揺動側ヘリカルギヤ１０３が収容・配置されている。この揺動側ヘリカルギヤ１０３は、上記揺動側ウォームギヤ８３に噛合されている。
また、上記揺動中心軸１０１の中央には、回転中心軸用貫通孔１０５が形成されている。また、上記揺動中心軸１０１には、図６中右端側に開口されるとともに上記回転中心軸用貫通孔１０５に連絡された揺動中心軸側エアチャック用貫通孔１０７が形成されている。

例えば、図６に示すように、上記揺動中心軸１０１には回転中心軸１１１が固着されている。上記回転中心軸１１１の基端側（図６中上側）は上記揺動中心軸１０１の回転中心軸用貫通孔１０５内に挿入されている。上記回転中心軸１１１の図６中上下方向の中央付近は拡径され位置決め部１１３となっていて、この位置決め部１１３の図６中上側が上記揺動中心軸１０１に当接されている。また、上記回転中心軸１１１の基端側（図６中上端側）には固定用ナット１１５が螺合されていて、この固定用ナット１１５によって上記回転中心軸１１１が上記揺動中心軸１０１に固定されている。よって、上記揺動用駆動モータ６１により、上記揺動側タイミングプーリ・タイミングベルト機構９１、上記揺動駆動軸８１、上記揺動側ウォームギヤ８３、及び、揺動側ヘリカルギヤ１０３を介して、上記回転中心軸１１１を揺動させる（図４中矢印Ｐ方向に回転させる）ことができるようになっている。
また、上記回転中心軸１１１には、先端側（図６中下側）と上記揺動中心軸側エアチャック用貫通孔１０７に連通された回転中心軸側エアチャック用貫通孔１１７が形成されている。

また、上記ハウジング本体４５内には、回転用駆動モータ１２１が設置されている。この回転用駆動モータ１２１は、上記揺動用駆動モータ６１と同様の構成であり、例えば、図６に示すように、モータハウジング１２３と、このモータハウジング１２３の内周面に固着されたステータ１２５と、このステータ１２５の内周側に回転可能に設置されたロータ１２７と、このロータ１２７に固着された出力軸１２９とから構成されている。また、上記回転用駆動モータ１２１の基端側（図６中上側）には、上記出力軸１２９の回転数及び回転角度を検出するエンコーダ１３１が設置されている。

例えば、図６及び図１０に示すように、上記先端側キャップ４７には回転側伝達機構収容部材１３３が設置されている。この回転側伝達機構収容部材１３３内には、図１０に示すように、回転駆動軸収容部１３５が形成されている。

上記回転駆動軸収容部１３５内には軸受１３９、１３９によって回転可能に回転駆動軸１４１が設置されている。この回転駆動軸１４１には、回転側ウォームギヤ１４３が固着されている。
また、図８に示すように、上記回転駆動軸１４１の先端側（図８中下側）には、回転姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部１４５とレンチ係合用凹部１４７、１４７が形成されている。上記回転駆動軸１４１も図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって手動で回転できるようになっている。

また、上記先端側キャップ４７の回転側プーリ収容凹部５３内には、回転側タイミングプーリ・タイミングベルト機構１５１が収容されている。上記回転側タイミングプーリ・タイミングベルト機構１５１は、上記回転用駆動モータ１２１の出力軸１２９に固着された回転側第１タイミングプーリ１５３と、上記回転駆動軸１４１の基端側（図９中上端側）に固着された回転側第２タイミングプーリ１５５と、上記回転側第１タイミングプーリ１５３と上記回転側第２タイミングプーリ１５５に巻回された回転側タイミングベルト１５７とから構成されている。上記回転側第１タイミングプーリ１５３、上記回転側第２タイミングプーリ１５５、及び、上記回転側タイミングベルト１５７には、図示しない複数の歯が形成されており、上記回転側タイミングベルト１５７の歯が上記回転側第１タイミングプーリ１５３の歯及び上記回転側第２タイミングプーリ１５５の歯と噛合されている。

また、図６に示すように、上記回転側伝達機構収容部材１３３内には、軸受１５９を介して、回転側ヘリカルギヤ１６１が回転可能に設置されている。この回転側ヘリカルギヤ１６１は上記揺動中心軸１０１に対しても軸受１６３を介して回転可能となっている。上記回転側ヘリカルギヤ１６１には第１ベベルギヤ１６５が固着されている。この第１ベベルギヤ１６５は、軸受１６７を介して上記回転側伝達機構収容部材１３３に対して回転可能に支持されているとともに、軸受１６９と上記軸受１６３を介して上記揺動中心軸１０１に対して回転可能となっている。

上記回転中心軸１１１には、第２ベベルギヤ１７１が軸受１７３、１７３を介して回転可能に設置されている。この第２ベベルギヤ１７１は、上記第１ベベルギヤ１６５に噛合されている。また、上記第２ベベルギヤ１７１には、手首１７５が固着されている。よって、上記回転用駆動モータ１２１により、上記回転側タイミングプーリ・タイミングベルト機構１５１、上記回転駆動軸１４１、上記回転側ウォームギヤ１４３、上記回転側ヘリカルギヤ１６１、上記第１ベベルギヤ１６５、及び、上記第２ベベルギヤ１７１を介して、上記手首１７５を回転させることができるようになっている。すなわち、上記Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１によって上記手首ユニット４１自体が図１中矢印Ｒ方向に回転されるのとは別に、上記手首１７５も回転されるようになっている。また、上記手首１７５は上記回転中心軸１１１とともに揺動されるようになっている。

また、上記手首１７５には、図１に示すように、吸着ハンド１７７が取り付けられる。また、図１及び図６に示すように、上記揺動中心軸１０１の揺動中心軸側エアチャック用貫通孔１０７に連通されるエルボ接手１７９が取り付けられる。上記エルボ接手１７９は図示しない吸引装置に接続されており、この図示しない吸引装置を作動させて上記吸着ハンド１７７によって図示しない対象物を吸着・保持することができるようになっている。
また、例えば、図２と図６に示すように、上記揺動中心軸１０１の中央付近と上記回転中心軸１１１は、軸カバ１８１によって覆われている。

次に、この一実施の形態による作用について説明する。
まず、通常時の動作から説明する。ロボット１は、手首ユニット４１に設置された吸着ハンド１７７によって、図示しない対象物を吸着・保持する。
また、上記ロボット１は、Ｘ軸用アクチュエータ３ａ、３ｂによって手首ユニット４１を介して上記図示しない対象物をＸ軸方向に移動させ、Ｙ軸アクチュエータ１９によって手首ユニット４１を介して上記図示しない対象物をＹ軸方向に移動させ、Ｚ軸・Ｒ軸一体アクチュエータ３１によって手首ユニット４１を介して上記図示しない対象物をＺ軸方向に移動させるとともにＲ方向に回転される。

更に、上記手首ユニット４１の手首１７５は、揺動用駆動モータ６１により揺動され、回転用駆動モータ１２１により回転される。これにより、上記図示しない対象物を揺動、回転させる。

次に、揺動・回転の姿勢調整について説明する。
まず、揺動の姿勢調整であるが、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって揺動駆動軸８１を回転させると、この回転が揺動側ウォームギヤ８３と揺動側ヘリカルギヤ１０３によって伝達され、揺動中心軸１０１が回転される。これにより、回転中心軸１１１、ひいては、上記手首１７５が揺動される。
次に、回転の姿勢調整であるが、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって回転駆動軸１４１を回転させると、この回転が回転側ウォームギヤ１４３、回転側ヘリカルギヤ１６１、第１ベベルギヤ１６５、及び、第２ベベルギヤ１７１を介して伝達される。これにより上記手首１７５が回転される。

これにより、電源が供給されない場合に揺動角度の調整や回転角度の調整を行う。
また、その他にも、手動で上記手首１７５の揺動や回転させることで、ティーチングを行う場合もある。

次に、この一実施の形態による効果について説明する。
また、揺動駆動軸８１の先端側（図８中下側）には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部８５とレンチ係合用凹部８７、８７が形成されているため、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって上記揺動駆動軸８１を介して揺動中心軸１０１を手動で回転できるようになっており、容易に揺動角度を調整することができる。
また、回転駆動軸１４１の先端側（図８中下側）には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部１４５とレンチ係合用凹部１４７、１４７が形成されているため、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって上記回転駆動軸１４１を介して手首１７５を手動で回転できるようになっており、容易に回転角度を調整することができる。
また、電源が供給されなくなった場合に手動での揺動角度の調整や回転角度の調整を行うことができるほか、手動で揺動や回転を行うことでティーチングを行うことができる。
また、マイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチといった一般的な工具を利用できるため、より容易に揺動角度や回転角度を調製することができる。

また、揺動駆動軸８１には揺動側ウォームギヤ８３が固着されていて、揺動中心軸１０１には上記揺動側ウォームギヤ８３に噛合される揺動側ヘリカルギヤ１０３が固着されていて、回転駆動軸１４１には回転側ウォームギヤ１４３が固着されていて、この回転側ウォームギヤ１４３と第１ベベルギヤ１６５に固着された回転側ヘリカルギヤ１６１が噛合されているので、非駆動時であっても外力により回転や揺動がされ難く、ブレーキを不要とし、手首ユニット４１を小型化させることができる。

なお、本発明は前記一実施の形態に限定されない。
手首には吸着ハンド以外にも、様々なツールを取り付けられる場合が考えられる。
また、揺動姿勢調整手段及び回転姿勢調整手段の形状も様々な場合が考えられ、マイナスドライバの他にも、様々な工具を用いる場合が考えられる。また、オープンエンドレンチやモンキーレンチ以外にも、ボックスレンチ等の他の種類のレンチを使う場合が考えられる。
また、揺動用駆動モータから揺動中心軸への動力伝達機構、回転用駆動モータから手首への動力伝達機構については様々な場合が考えられ、これら動力伝達機構の構成によって、揺動姿勢調整手段及び回転姿勢調整手段の配置についても様々な場合が考えられる。
その他、図示した構成は一例であり、様々な場合が考えられる。

本発明は、例えば、直交三軸ロボットの先端に取り付けられ揺動動作と回転動作を行う手首ユニットに係り、特に、電源が供給されない場合であっても手動で容易に揺動角度と回転角度の調整ができるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに用いられる手首ユニットに好適である。

４１ 手首ユニット
４３ ハウジング
６１ 揺動用駆動モータ
８３ ウォームギヤ
８５ マイナスドライバ係合用凹部（揺動姿勢調整手段）
８７ レンチ係合用凹部（揺動姿勢調整手段）
１０１ 揺動中心軸
１１１ 回転中心軸
１２１ 回転用駆動モータ
１４５ マイナスドライバ係合用凹部（回転姿勢調整手段）
１４７ レンチ係合用凹部（回転姿勢調整手段）
１７５ 手首
１０３ 揺動側ヘリカルギヤ
１６１ 回転側ヘリカルギヤ
１６５ 第１べベルギヤ
１７１ 第２べベルギヤ

Claims (5)

1. ハウジングと、
   上記ハウジング内に内装された揺動用駆動モータと、
   上記ハウジング内に内装された回転用駆動モータと、
   上記ハウジングに対して回転可能に設置された揺動中心軸と、
   上記揺動用駆動モータにより上記揺動中心軸を回転させることで揺動させられる回転中心軸と、
   上記回転中心軸の周りに回転可能に設けられ上記回転用駆動モータにより回転せられる手首と、を具備し、
   上記揺動中心軸を手動で回転させる揺動姿勢調整手段と上記手首を手動で回転させる回転姿勢調整手段が設けられていて、
   上記ハウジングには揺動側伝達機構収容部材と回転側伝達機構収容部材が設置されていて、 上記揺動姿勢調整手段は上記揺動側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないとともに上記回転姿勢調整手段も上記回転側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないことを特徴とする手首ユニット。
2. 請求項１記載の手首ユニットにおいて、
   上記揺動用駆動モータの回転は揺動駆動軸を介して上記揺動中心軸に伝達され、
   上記揺動姿勢調整手段は上記揺動駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とする手首ユニット。
3. 請求項２記載の手首ユニットにおいて、
   上記揺動用駆動モータの回転は上記揺動駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に固着された揺動側ヘリカルギヤを介して上記揺動中心軸に伝達されることを特徴とする手首ユニット。
4. 請求項１～請求項３の何れかに記載の手首ユニットにおいて、
   上記回転用駆動モータの回転は回転駆動軸を介して上記手首に伝達され、
   上記回転姿勢調整手段は上記回転駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とする手首ユニット。
5. 請求項４記載の手首ユニットにおいて、
   上記回転用駆動モータの回転は上記回転駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に回転可能に取り付けられた回転側ヘリカルギヤと一対のべベルギヤを介して上記手首に伝達されることを特徴とする手首ユニット。

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