JPH0446720B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0446720B2 JPH0446720B2 JP61010951A JP1095186A JPH0446720B2 JP H0446720 B2 JPH0446720 B2 JP H0446720B2 JP 61010951 A JP61010951 A JP 61010951A JP 1095186 A JP1095186 A JP 1095186A JP H0446720 B2 JPH0446720 B2 JP H0446720B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axes
- housing
- wrist mechanism
- tool
- guide
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 60
- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 claims description 57
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 8
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 239000000314 lubricant Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
- B25J19/0025—Means for supplying energy to the end effector
- B25J19/0029—Means for supplying energy to the end effector arranged within the different robot elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0283—Three-dimensional joints
- B25J17/0291—Three-dimensional joints having axes crossing at an oblique angle, i.e. other than 90 degrees
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は機械的な手首機構に関し、特に両端の
間に延びるさえぎられない通路を有する三軸手首
機構に関する。
間に延びるさえぎられない通路を有する三軸手首
機構に関する。
従来の技術
手首機構はその端エフエクタをワークピースの
配置に応じて配向させるように設計されている。
手首機構は、一般に縦揺れ(pitch)、片揺れ
(yaw)及び横揺れ(roll)と呼ばれる動作をも
たらす3つの関節を備えている。アームの同様な
関節が手首機構をロボツトの活動範囲内であれば
どこへでも運ぶ。しかる後、端エフエクタを自在
に配向させるために手首機構の3つの関節がさら
に必要になる。
配置に応じて配向させるように設計されている。
手首機構は、一般に縦揺れ(pitch)、片揺れ
(yaw)及び横揺れ(roll)と呼ばれる動作をも
たらす3つの関節を備えている。アームの同様な
関節が手首機構をロボツトの活動範囲内であれば
どこへでも運ぶ。しかる後、端エフエクタを自在
に配向させるために手首機構の3つの関節がさら
に必要になる。
多くの機械的手首機構は多軸機構である。例え
ば、米国特許第3231098号及び第3315542号は共に
かかる機構を開示している。しかしながら、かか
る機構の多くは、手首機構の自由端に取り付けら
れた作業工具に燃料、動力をそれぞれ与えるよう
なホース、ワイヤを保護できるさえぎられない通
路を備えてはいない。
ば、米国特許第3231098号及び第3315542号は共に
かかる機構を開示している。しかしながら、かか
る機構の多くは、手首機構の自由端に取り付けら
れた作業工具に燃料、動力をそれぞれ与えるよう
なホース、ワイヤを保護できるさえぎられない通
路を備えてはいない。
米国特許第4218166号は2つの軸線のまわりの
独立した運動をもたらししかも不動の基部と作業
工具との間にさえぎられない通路を維持するよう
な多軸手首機構を開示している。
独立した運動をもたらししかも不動の基部と作業
工具との間にさえぎられない通路を維持するよう
な多軸手首機構を開示している。
米国特許第4402234号は相互に交わる3本の独
立の回転軸線を有する手首機構を開示している。
歯車機構が3本の軸線のまわりに回転自在に支持
された機構要素の独立した回転を制御し、しかも
ホース及び/又はワイヤを収容するためのさえぎ
られない内部通路をつくる。
立の回転軸線を有する手首機構を開示している。
歯車機構が3本の軸線のまわりに回転自在に支持
された機構要素の独立した回転を制御し、しかも
ホース及び/又はワイヤを収容するためのさえぎ
られない内部通路をつくる。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら、かかる手首機構の使用は手首機
構の比較的小さな内部曲げ半径のために幾分制約
され及び/又は困難である。これにより、収容さ
れたホースやワイヤに許される回転運動量には制
限がある。さらに、かかる小さな曲げ半径は手首
機構の取り付けられたロボツトのプラグラミング
を一層難しくする。この理由はプログラマーが考
慮に入れなければならない手首機構の運動の自由
度が制限されるからである。
構の比較的小さな内部曲げ半径のために幾分制約
され及び/又は困難である。これにより、収容さ
れたホースやワイヤに許される回転運動量には制
限がある。さらに、かかる小さな曲げ半径は手首
機構の取り付けられたロボツトのプラグラミング
を一層難しくする。この理由はプログラマーが考
慮に入れなければならない手首機構の運動の自由
度が制限されるからである。
本発明の基礎をなす訳ではないが一応関連のあ
る手首機構を開示するその他の米国特許として
は、米国特許第25889号、第2514250号、第
29871701号、第3043448号、第3066805号、第
3180498号、第3182813号、第3784031号、第
4001556号、第4068536号、第4099409号、第
4149278号、第4353677号、第4356554号、第
4365928号、第4370836号、第4392776号がある。
る手首機構を開示するその他の米国特許として
は、米国特許第25889号、第2514250号、第
29871701号、第3043448号、第3066805号、第
3180498号、第3182813号、第3784031号、第
4001556号、第4068536号、第4099409号、第
4149278号、第4353677号、第4356554号、第
4365928号、第4370836号、第4392776号がある。
発明の目的及び構成
本発明の目的は、さえぎられない通路を備え、
かつ、種々の工具部材を作業エンベロプ内に位置
決めする際に融通性を高くするために一対の相互
に交わる点をもつような3本の独立した回転軸線
を有する改良三軸手首機構を提供することにあ
る。
かつ、種々の工具部材を作業エンベロプ内に位置
決めする際に融通性を高くするために一対の相互
に交わる点をもつような3本の独立した回転軸線
を有する改良三軸手首機構を提供することにあ
る。
本発明の別の目的は、さえぎられない通路を維
持した状態で3本の独立した回転軸線を有しか
つ、手首機構を取り付けたロボツトのプログラミ
ングを単純化ししかも、手首機構が該手首機構に
取り付けられた比較的重い工具を支持しかつ扱う
ことができるように大きな歯車装置の使用をもた
らす大きな曲げ半径を有する改良機械的手首機構
を提供することにある。
持した状態で3本の独立した回転軸線を有しか
つ、手首機構を取り付けたロボツトのプログラミ
ングを単純化ししかも、手首機構が該手首機構に
取り付けられた比較的重い工具を支持しかつ扱う
ことができるように大きな歯車装置の使用をもた
らす大きな曲げ半径を有する改良機械的手首機構
を提供することにある。
本発明の上記目的及びその他の目的を達成する
にあたり、本発明に従つて構成された機械的手首
機構は3本の独立した回転軸線を有し、前記軸線
のうち第1の対が第1の相互の交点をもちかつ前
記軸線のうち第2の対が前記第1の交点から喰違
つた第2の相互の交点をもつている。第1及び第
2のハウジングが第1及び第2の軸線のそれぞれ
を中心として回転自在に支持されている。第1の
ハウジングはアーム取付け面を有している。工具
支持部材が第3の軸線を中心として回転でき、そ
してこの工具支持部材は工具取付け面を有してい
る。作業エンベロプ内での工具取付け面の位置を
選択的に定めるために工具支持部材及び第2のハ
ウジングをそれぞれの軸線のまわりに独立して回
転させる歯車装置が設けられている。連続的にさ
えぎられない通路がアーム取付け面と工具取付け
面との間に配置されている。通路は、作業工具関
連構造体を密封収容するために第1及び第2のハ
ウジング並びに工具支持部材に設けられた空洞か
ら成る。
にあたり、本発明に従つて構成された機械的手首
機構は3本の独立した回転軸線を有し、前記軸線
のうち第1の対が第1の相互の交点をもちかつ前
記軸線のうち第2の対が前記第1の交点から喰違
つた第2の相互の交点をもつている。第1及び第
2のハウジングが第1及び第2の軸線のそれぞれ
を中心として回転自在に支持されている。第1の
ハウジングはアーム取付け面を有している。工具
支持部材が第3の軸線を中心として回転でき、そ
してこの工具支持部材は工具取付け面を有してい
る。作業エンベロプ内での工具取付け面の位置を
選択的に定めるために工具支持部材及び第2のハ
ウジングをそれぞれの軸線のまわりに独立して回
転させる歯車装置が設けられている。連続的にさ
えぎられない通路がアーム取付け面と工具取付け
面との間に配置されている。通路は、作業工具関
連構造体を密封収容するために第1及び第2のハ
ウジング並びに工具支持部材に設けられた空洞か
ら成る。
好ましくは通路には、第1及び第2の相互の交
点を有する空洞を構成する一対の実質的に同一の
プラスチツク案内部材が設けてある。
点を有する空洞を構成する一対の実質的に同一の
プラスチツク案内部材が設けてある。
また、第1の対の軸線は30°よりも大きな所定
角度だけ互いに対し角度的に変位していることが
好ましい。
角度だけ互いに対し角度的に変位していることが
好ましい。
さらに第1、第2の交点間の喰違いはホースの
曲げ半径を大きくすることができ、また大きな歯
車を使用することができ、さらに内部通路を広く
することができるように選択できることが好まし
い。喰違いは通過物の直径及び中心軸線の曲げ半
径によつて決められる。
曲げ半径を大きくすることができ、また大きな歯
車を使用することができ、さらに内部通路を広く
することができるように選択できることが好まし
い。喰違いは通過物の直径及び中心軸線の曲げ半
径によつて決められる。
上記のように構成した機械的手首機構により、
作業工具に必要な種々のケーブル、ワイヤ及び導
管のねじれに順応するように曲げ半径を大きくす
ることができ、また、手首機構を取り付けたロボ
ツトのプログラミングを簡単にすることができ、
さらに手首機構に比較的重いペイロードを支持さ
せることができる。
作業工具に必要な種々のケーブル、ワイヤ及び導
管のねじれに順応するように曲げ半径を大きくす
ることができ、また、手首機構を取り付けたロボ
ツトのプログラミングを簡単にすることができ、
さらに手首機構に比較的重いペイロードを支持さ
せることができる。
本発明を添付図面と関連して考慮するとき以下
の詳細な説明の参照によりよく理解することにな
るに従つて本発明のその他の利点は容易に理解さ
れよう。
の詳細な説明の参照によりよく理解することにな
るに従つて本発明のその他の利点は容易に理解さ
れよう。
実施例
今、第1図を参照すると全体を10で指示した
三軸手首機構が示してあり、この三軸手首機構1
0は、全体を14で指示したロボツトの外アーム
12に連結されている。しかしながら、第1図に
示すように端エフエクタすなわち作業工具を作業
エンベロプの中で移動させるために手首機構10
を、その他の多くの異なる種類のロボツトのブー
ム又は支持アームにも連結できることは理解され
るべきである。
三軸手首機構が示してあり、この三軸手首機構1
0は、全体を14で指示したロボツトの外アーム
12に連結されている。しかしながら、第1図に
示すように端エフエクタすなわち作業工具を作業
エンベロプの中で移動させるために手首機構10
を、その他の多くの異なる種類のロボツトのブー
ム又は支持アームにも連結できることは理解され
るべきである。
第1図に示すように、手首機構10の自由端に
は作業工具16が取り付けられている。作業工具
16は、製品の組立て又は仕上げの際に役立つ溶
接機又は塗料吹付け機或いはその他の装置から成
る。
は作業工具16が取り付けられている。作業工具
16は、製品の組立て又は仕上げの際に役立つ溶
接機又は塗料吹付け機或いはその他の装置から成
る。
第2図に示すように、手首機構10は外ナツク
ル又は第1のハウジング構造体18と、内ナツク
ル又は第2のハウジング構造体20と、スピンド
ル又は工具支持部材22と、を有している。スピ
ンドル22は、種々の工具、例えば工具16を容
易に取り付けることができる工具取付け面または
フエース23を有している。
ル又は第1のハウジング構造体18と、内ナツク
ル又は第2のハウジング構造体20と、スピンド
ル又は工具支持部材22と、を有している。スピ
ンドル22は、種々の工具、例えば工具16を容
易に取り付けることができる工具取付け面または
フエース23を有している。
管状リテーナ24が、外ナツクル18と内ナツ
クル20との間で中央外ナツクル18に取り付け
てある。同様に、管状リテーナ26が内ナツクル
20とスピンドル22との間で内ナツクル20に
取り付けてある。さらに、ロボツト14の支持ア
ーム12への手首機構の連結を容易にするための
管状取付けリング28が外ナツクル18の自由端
に設けられている。
クル20との間で中央外ナツクル18に取り付け
てある。同様に、管状リテーナ26が内ナツクル
20とスピンドル22との間で内ナツクル20に
取り付けてある。さらに、ロボツト14の支持ア
ーム12への手首機構の連結を容易にするための
管状取付けリング28が外ナツクル18の自由端
に設けられている。
次に、第3図を参照すると、取付リング28及
び外ナツクル18は長さ方向軸線30を有し、こ
の軸線30のまわりには、想像線によつて参照番
号32、34、36で指示した支持アーム12の複数本
の入力管すなわち駆動管が円周方向に間隔をへだ
てている。手首機構10は駆動管32,34,3
6に容易に固定されるようになつている。例え
ば、駆動ピン38で最も内側の駆動管32を、手
首機構10内に設けられた玉軸受42で回転自在
に支持されたかさ歯車40に連結する。回転力モ
ーメントを支持することができるような種類の玉
軸受42が1つ図示されている。変形例として、
玉軸受42の代わりに2つの軸線方向に間隔をへ
だてたラジアル軸受を使用してもよい。
び外ナツクル18は長さ方向軸線30を有し、こ
の軸線30のまわりには、想像線によつて参照番
号32、34、36で指示した支持アーム12の複数本
の入力管すなわち駆動管が円周方向に間隔をへだ
てている。手首機構10は駆動管32,34,3
6に容易に固定されるようになつている。例え
ば、駆動ピン38で最も内側の駆動管32を、手
首機構10内に設けられた玉軸受42で回転自在
に支持されたかさ歯車40に連結する。回転力モ
ーメントを支持することができるような種類の玉
軸受42が1つ図示されている。変形例として、
玉軸受42の代わりに2つの軸線方向に間隔をへ
だてたラジアル軸受を使用してもよい。
同様に駆動ピン44で駆動管34を軸受48に
よつて回転自在に支持された中間かさ歯車46に
連結する。外側の駆動管36を合せピン50で取
付けリング28に連結する。次に、取付けリング
28をねじ52で外ナツクル18にしつかりと固
定し、第3図では前記ねじ52のうち1つだけが
示されている。
よつて回転自在に支持された中間かさ歯車46に
連結する。外側の駆動管36を合せピン50で取
付けリング28に連結する。次に、取付けリング
28をねじ52で外ナツクル18にしつかりと固
定し、第3図では前記ねじ52のうち1つだけが
示されている。
全体54で指示した第2のかさ歯車がかさ歯車
40とかみ合つており、したがつて入力管32の
回転に応答して回転する。かさ歯車54は一対の
かさ歯車半部56,58から成り、これらのかさ
歯車半部56,58はねじ係合しそして合せピン
60によつて互いにピン止めされており、第3図
には合せピン60を1つだけ示している。かさ歯
車半部56,58は、歯車部分が均一であるよう
に形成されている。
40とかみ合つており、したがつて入力管32の
回転に応答して回転する。かさ歯車54は一対の
かさ歯車半部56,58から成り、これらのかさ
歯車半部56,58はねじ係合しそして合せピン
60によつて互いにピン止めされており、第3図
には合せピン60を1つだけ示している。かさ歯
車半部56,58は、歯車部分が均一であるよう
に形成されている。
また、かさ歯車半部56,58は軸受62で回
転自在に支持されている。軸受62により内ナツ
クル20は第2の長さ方向軸線63を中心に回転
することができる。軸線30,63は点69で交
わり、交角を好ましくは50°に定める。
転自在に支持されている。軸受62により内ナツ
クル20は第2の長さ方向軸線63を中心に回転
することができる。軸線30,63は点69で交
わり、交角を好ましくは50°に定める。
かさ歯車半部58は又、出力かさ歯車64とか
み合い、この出力かさ歯車64はねじ66によつ
てスピンドル22にしつかりと取り付けられてお
り、第3図にはねじ66が1つだけ示されてい
る。出力かさ歯車64及びスピンドル22も69
で互いにピン止めされている。出力かさ歯車64
及びスピンドル22は軸受68で回転自在に支持
されている。軸受68によりスピンドル22は第
3の長さ方向軸線65を中心に回転することがで
きる。軸線63,65は点71で交わつている。
交点71は交点69から喰違つている。これは、
手首機構の内曲げ半径を大きくして手首機構を取
り付けたロボツトのプログラミングを単純化し、
そして比較的大きな歯車の使用を容易にするため
である。歯車を大きくすることにより手首機構
は、該機構を貫通している通路の大きさに拘束さ
れないでより大きなペイロードを駆動することが
できる。この通路を以下に詳細に説明する。
み合い、この出力かさ歯車64はねじ66によつ
てスピンドル22にしつかりと取り付けられてお
り、第3図にはねじ66が1つだけ示されてい
る。出力かさ歯車64及びスピンドル22も69
で互いにピン止めされている。出力かさ歯車64
及びスピンドル22は軸受68で回転自在に支持
されている。軸受68によりスピンドル22は第
3の長さ方向軸線65を中心に回転することがで
きる。軸線63,65は点71で交わつている。
交点71は交点69から喰違つている。これは、
手首機構の内曲げ半径を大きくして手首機構を取
り付けたロボツトのプログラミングを単純化し、
そして比較的大きな歯車の使用を容易にするため
である。歯車を大きくすることにより手首機構
は、該機構を貫通している通路の大きさに拘束さ
れないでより大きなペイロードを駆動することが
できる。この通路を以下に詳細に説明する。
軸線63,65のなす交角は好ましくは角73
に等しい。したがつて、軸線65が第3図におい
て実線の位置から想像線の位置まで移動すると軸
線65の空間における方向づけは角73と角77
の合計に等しい角67だけ変化する。
に等しい。したがつて、軸線65が第3図におい
て実線の位置から想像線の位置まで移動すると軸
線65の空間における方向づけは角73と角77
の合計に等しい角67だけ変化する。
外ナツクル18の位置を保つた状態で内ナツク
ル20を180°回転させることによりスピンドル2
2を第3図においてその実線の位置からその想像
線の位置まで移動させることができる 入力かさ歯車46は第2の中間かさ歯車70と
かみ合つている。中間かさ歯車70は軸受72に
よつて回転自在に支持されている。中間かさ歯車
70はねじ74によつて内ナツクル20にしつか
りと連結されており、ねじ74は第3図では1つ
だけ示してある。リテーナ26もねじ67によつ
て内ナツクル20にしつかりと連結され、ねじ7
6は第3図に1つだけ示してある。リテーナ24
はねじ78によつて外ナツクル18にしつかりと
連結され、第3図ではねじ78を1つだけ示して
いる。
ル20を180°回転させることによりスピンドル2
2を第3図においてその実線の位置からその想像
線の位置まで移動させることができる 入力かさ歯車46は第2の中間かさ歯車70と
かみ合つている。中間かさ歯車70は軸受72に
よつて回転自在に支持されている。中間かさ歯車
70はねじ74によつて内ナツクル20にしつか
りと連結されており、ねじ74は第3図では1つ
だけ示してある。リテーナ26もねじ67によつ
て内ナツクル20にしつかりと連結され、ねじ7
6は第3図に1つだけ示してある。リテーナ24
はねじ78によつて外ナツクル18にしつかりと
連結され、第3図ではねじ78を1つだけ示して
いる。
手首機構10は、軸線30,63,65に沿つ
てさえぎられない長さ方向通路84を有してい
る。このさえぎられない通路は、ホース及びワイ
ヤ及び/又はケーブルを収容することができる。
通路84の中には第1のプラスチツクガイド80
が配置され、このプラスチツクガイドは厚肉取付
部を有し、この厚肉取付部は、1つだけ82で示
してあるねじによつて外ナツクル18の内面にし
つかりと連結されている。1つだけ図示したねじ
88によつて内ナツクル20の内面には第2のプ
ラスチツクガイド86の厚肉取付部がしつかりと
固定されている。プラスチツクガイド80,86
は、それぞれ相互に対向する管状薄肉部を有し、
この管状薄肉部は、それぞれ軸線63に垂直な端
面を有し、この端面は互いに密接して対向してい
る。プラスチツクガイド80,86の内面は手首
機構10のさえぎられない通路84を構成するの
に役立つ。ガイド80,86は手首機構に対して
内側の曲げ半径を決めるのに役立つだけでなく手
首機構の歯車の潤滑剤を収容して滑らかな表面を
つくつてホース及びケーブルを摺動させるのにも
役立つ。
てさえぎられない長さ方向通路84を有してい
る。このさえぎられない通路は、ホース及びワイ
ヤ及び/又はケーブルを収容することができる。
通路84の中には第1のプラスチツクガイド80
が配置され、このプラスチツクガイドは厚肉取付
部を有し、この厚肉取付部は、1つだけ82で示
してあるねじによつて外ナツクル18の内面にし
つかりと連結されている。1つだけ図示したねじ
88によつて内ナツクル20の内面には第2のプ
ラスチツクガイド86の厚肉取付部がしつかりと
固定されている。プラスチツクガイド80,86
は、それぞれ相互に対向する管状薄肉部を有し、
この管状薄肉部は、それぞれ軸線63に垂直な端
面を有し、この端面は互いに密接して対向してい
る。プラスチツクガイド80,86の内面は手首
機構10のさえぎられない通路84を構成するの
に役立つ。ガイド80,86は手首機構に対して
内側の曲げ半径を決めるのに役立つだけでなく手
首機構の歯車の潤滑剤を収容して滑らかな表面を
つくつてホース及びケーブルを摺動させるのにも
役立つ。
スピンドル22はその取付け面23で、作業工
具たとえば製品の組立て及び/又は仕上げの際に
役立つ溶接機又は塗料吹付け機或いはその他の装
置を支持するようになつている。この目的のため
に90で1つだけ図示したねじ穴が設けてある。
具たとえば製品の組立て及び/又は仕上げの際に
役立つ溶接機又は塗料吹付け機或いはその他の装
置を支持するようになつている。この目的のため
に90で1つだけ図示したねじ穴が設けてある。
リテーナ26及びスピンドル22の対向面の
間、さらにリテーナ24、中間かさ歯車70、内
ナツクル20間には密封体92を位置決めするの
が良い。密封体92は手首機構を悪環境で使用し
た時、軸受68,72の汚染を防ぐ。
間、さらにリテーナ24、中間かさ歯車70、内
ナツクル20間には密封体92を位置決めするの
が良い。密封体92は手首機構を悪環境で使用し
た時、軸受68,72の汚染を防ぐ。
第3図に示す位置から工具取付け面23を内ナ
ツクル20の回転により360°回転させることがで
きる。内ナツクル20を適当に回転させることに
より軸受65を、一方の終端においては角73,
77の大きさの差だけ軸線30から変位し、他方
の終端においては角73,77の合計の大きさだ
け軸線30から変位しているような外側の限度
(すなわち、もし角73,77が両方とも角67
で示すように50°に等しければ0°(軸線30に対し
て平行)から100°まで)で構成されたエンベロプ
内で選択的に位置決めすることができる。このエ
ンベロプ内では工具取付け面23を実質的に360°
回転させることができしたがつて工具取付け面2
3に配置された工具を種々の位置に位置決めする
ことができる。
ツクル20の回転により360°回転させることがで
きる。内ナツクル20を適当に回転させることに
より軸受65を、一方の終端においては角73,
77の大きさの差だけ軸線30から変位し、他方
の終端においては角73,77の合計の大きさだ
け軸線30から変位しているような外側の限度
(すなわち、もし角73,77が両方とも角67
で示すように50°に等しければ0°(軸線30に対し
て平行)から100°まで)で構成されたエンベロプ
内で選択的に位置決めすることができる。このエ
ンベロプ内では工具取付け面23を実質的に360°
回転させることができしたがつて工具取付け面2
3に配置された工具を種々の位置に位置決めする
ことができる。
手首機構10は、塗料吹付けや溶接のような
種々の製作及び生産工程を行なうように制御され
るロボツトに最適である。手首機構10を、組立
中構成要素を位置決めするように作動されるクラ
ンプ装置に使用することもできる。
種々の製作及び生産工程を行なうように制御され
るロボツトに最適である。手首機構10を、組立
中構成要素を位置決めするように作動されるクラ
ンプ装置に使用することもできる。
入力管32,34,36の回転動作を、入手し
うる任意周知の駆動装置、例えば電動機、空気圧
モータ、油圧モータによつて行つてもよい。所望
ならば、駆動管32,34,36の入力を手動で
行つてもよい。これらの入力管の回転を、それら
の回転を制御するのに適切なプログラムをもつコ
ンピユータを使用することによつて所望のパター
ンで制御できることは明らかである。これらの装
置は例示として揚げたにすぎず、上記の説明から
手首機構10は万能位置決め装置を必要とするよ
うな多くの場合に役立つことは明らかである。
うる任意周知の駆動装置、例えば電動機、空気圧
モータ、油圧モータによつて行つてもよい。所望
ならば、駆動管32,34,36の入力を手動で
行つてもよい。これらの入力管の回転を、それら
の回転を制御するのに適切なプログラムをもつコ
ンピユータを使用することによつて所望のパター
ンで制御できることは明らかである。これらの装
置は例示として揚げたにすぎず、上記の説明から
手首機構10は万能位置決め装置を必要とするよ
うな多くの場合に役立つことは明らかである。
発明の効果
手首機構10の上述の構成により先行技術の手
首機構によつて得られる曲げ半径よりももつと大
きな曲げ半径を見込むことができしかも入力駆動
軸の回転を制御するようなロボツト制御装置のプ
ログラミングを単純化できる。さらに、この構成
により、手首又はさえぎられない通路の大きさを
犠牲にしないでもつと大きな歯車を使用すること
ができる。歯車を大きくすることにより所定の容
量の大きさの手首機構の自由端に作用するより大
きなペイロードを駆動することができる。
首機構によつて得られる曲げ半径よりももつと大
きな曲げ半径を見込むことができしかも入力駆動
軸の回転を制御するようなロボツト制御装置のプ
ログラミングを単純化できる。さらに、この構成
により、手首又はさえぎられない通路の大きさを
犠牲にしないでもつと大きな歯車を使用すること
ができる。歯車を大きくすることにより所定の容
量の大きさの手首機構の自由端に作用するより大
きなペイロードを駆動することができる。
本発明を例示的に説明したが、使用した用語は
限定的なものでなく説明上のものとして理解され
るべきである。
限定的なものでなく説明上のものとして理解され
るべきである。
上記の教示を考慮すると本発明の多くの修正及
び変更が可能であることは明らかである。したが
つて、特許請求の範囲内で本発明を特定的に説明
した以外の形で実施することができることは理解
されるべきである。
び変更が可能であることは明らかである。したが
つて、特許請求の範囲内で本発明を特定的に説明
した以外の形で実施することができることは理解
されるべきである。
第1図は本発明に従つて構成された手首機構を
ロボツトの外アームの自由端に取り付け、手首機
構の種々の位置を想像線で示しているロボツトの
側面図、第2図は手首機構の側面図、第3図は手
首機構の第2の位置を想像線で指示し、第2図の
手首機構をわずかに拡大して示す断面図である。 〔主要な参照符号の説明〕、18……外ナツク
ル又はハウジング、20……内ナツクルまたはハ
ウジング、22……スピンドル又は工具支持体、
23……工具取付け面、30,63,65……軸
線、40,46,54,70……歯車、69,7
1……交点、84……通路。
ロボツトの外アームの自由端に取り付け、手首機
構の種々の位置を想像線で示しているロボツトの
側面図、第2図は手首機構の側面図、第3図は手
首機構の第2の位置を想像線で指示し、第2図の
手首機構をわずかに拡大して示す断面図である。 〔主要な参照符号の説明〕、18……外ナツク
ル又はハウジング、20……内ナツクルまたはハ
ウジング、22……スピンドル又は工具支持体、
23……工具取付け面、30,63,65……軸
線、40,46,54,70……歯車、69,7
1……交点、84……通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 作業工具を位置決めするための機械的手首機
構であつて、3本の独立した回転軸線30,6
3,65を有し、前記軸線のうち第1の対が第1
の相互の交点69をもち、前記軸線のうち第2の
対が第1の相互の交点からオフセツトした第2の
相互の交点71をもち、 歯車収容室及び工具操作室を含む内部手首空所
を構成し、前記軸線のうち第1及び第2の軸線3
0,63のそれぞれ中心として回転自在に支持さ
れた第1及び第2のハウジング18,20を有
し、第1のハウジングはアーム取付け面を備え、 前記軸線のうち第3の軸線65を中心に回転で
き、かつ工具取付け面23を備えた工具支持部材
22を有し、 前記工具取付け面の位置を作業エンベロプ内で
選択的に定めるために、前記工具支持部材22及
び前記第2のハウジング20をそれらのそれぞれ
の軸線65,63のまわりに独立して回転させる
歯車装置を前記歯車室の中に配置し、 作業工具関連構造体を密閉収容するために、ア
ーム取付け面と工具取付け面との間に配置されて
いるさえぎらない連続通路を有し、 前記通路は、第1のハウジング及び第2のハウ
ジングと一緒に回転可能に設けられた第1及び第
2のガイド80,86を有し、該第1及び第2の
ガイドは、前記第1及び第2の相互の交点69,
71を含む第1のハウジング及び第2のハウジン
グ内に、前記歯車収容室及び工具操作室を構成
し、 前記第1のガイド80は、該第1のガイドを第
1のハウジング18に締結手段82を介して固定
するための厚肉取付部と第2のガイド86に対向
する管状薄肉部とを有し、 前記第2のガイド86は、該第2のガイドを第
2のハウジング20に締結手段82を介して固定
するための厚肉取付部と第1のガイド86に対向
する管状薄肉部とを有し、 前記第1のガイド80と第2のガイド86の前
記管状薄肉部は、それぞれ軸線63に垂直な端面
を有し、該端面は互いに密接して対向している、
ことを特徴とする機械的手首機構。 2 前記第1のハウジングは、ロボツトのアーム
に連結されるようになつた取付けリングを有する
特許請求の範囲第1項に記載の機械的手首機構。 3 前記通路に沿う軸線上の点における空洞の任
意のものの幅は、かかる点における前記手首機構
の対応した幅の1/3よりも大きいことを特徴とす
る特許請求の範囲第1項に記載の機械的手首機
構。 4 第1の一対の軸線は、前記3つの軸線のうち
第1及び第2の軸線を含み、前記3つの軸線のう
ち前記第1及び第2の軸線は、30°よりも大きい
角度だけ互いに角度的に定められている、特許請
求の範囲第1項に記載の機械的手首機構。 5 前記3つの軸線のうち第3の軸線は、前記3
つの軸線のうち第2の軸線との相互交点を維持し
ながら、前記3つの軸線のうち第1及び第2の軸
線の両方に対して角度的に動くことができ、そし
て前記3つの軸線のうち第1の軸線と角度的に整
合している、特許請求の範囲第4項に記載の機械
的手首機構。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US69299485A | 1985-01-22 | 1985-01-22 | |
US692994 | 1985-01-22 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61168487A JPS61168487A (ja) | 1986-07-30 |
JPH0446720B2 true JPH0446720B2 (ja) | 1992-07-30 |
Family
ID=24782889
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61010951A Granted JPS61168487A (ja) | 1985-01-22 | 1986-01-21 | 機械的手首機構 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61168487A (ja) |
CA (1) | CA1245691A (ja) |
DE (1) | DE3601456A1 (ja) |
Families Citing this family (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE466994B (sv) * | 1988-04-13 | 1992-05-11 | Asea Brown Boveri | Robothandled |
DE3937706A1 (de) * | 1989-11-13 | 1991-05-16 | Niko Maschinen Automation Gmbh | Roboter mit mindestens einem roboterarm |
US5661387A (en) * | 1992-02-29 | 1997-08-26 | Stadele, Deceased; Erhard | Device for manipulating objects in a gripper or the like |
DE59305404D1 (de) * | 1992-02-29 | 1997-03-20 | Staedele Berta | Vorrichtung zum manipulieren von gegenständen |
JP2746543B2 (ja) * | 1995-02-21 | 1998-05-06 | 株式会社神戸製鋼所 | 産業用ロボットの手首装置 |
WO2001026556A1 (de) * | 1999-10-14 | 2001-04-19 | Karl Storz Gmbh & Co. | Drehgelenk, insbesondere für medizinische instrumente |
DE10205593A1 (de) * | 2002-02-11 | 2003-08-21 | Duerr Systems Gmbh | Beschichtungsmaschine mit einem Zerstäuber und einem Zerstäuber und einem Drehgelenk |
CN106142131A (zh) * | 2016-08-03 | 2016-11-23 | 希美埃(芜湖)机器人技术有限公司 | 一种喷涂机器人中空手腕结构 |
CN108638120A (zh) * | 2018-06-15 | 2018-10-12 | 广州启帆工业机器人有限公司 | 多工位喷涂机械手腕 |
EP4137710A1 (de) * | 2021-08-20 | 2023-02-22 | maxon international ag | Ausgangslageranordnung für einen gelenkantrieb, insbesondere einen robotergelenkantrieb |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6133887A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-17 | フアナツク株式会社 | 工業用ロボツトの中空腕構造 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT1083111B (it) * | 1977-05-18 | 1985-05-21 | Bisiach & Carru | Testa portautensile per macchina operatrice particolarmente per pinze di saldatura a resistenza o torce per saldatura in tig mig o mag |
US4402234A (en) * | 1981-08-13 | 1983-09-06 | General Motors Corporation | Three-axis wrist mechanism |
US4499784A (en) * | 1981-11-20 | 1985-02-19 | Westinghouse Electric Corp. | Split-ball type wrist and manipulating assembly for robot |
SE454659B (sv) * | 1983-09-01 | 1988-05-24 | Asea Ab | Robothandled |
-
1985
- 1985-12-18 CA CA000497944A patent/CA1245691A/en not_active Expired
-
1986
- 1986-01-20 DE DE19863601456 patent/DE3601456A1/de active Granted
- 1986-01-21 JP JP61010951A patent/JPS61168487A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6133887A (ja) * | 1984-07-27 | 1986-02-17 | フアナツク株式会社 | 工業用ロボツトの中空腕構造 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61168487A (ja) | 1986-07-30 |
CA1245691A (en) | 1988-11-29 |
DE3601456A1 (de) | 1986-07-24 |
DE3601456C2 (ja) | 1992-02-27 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
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