JPH0584687A - Motor-driven robot - Google Patents
Motor-driven robotInfo
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- JPH0584687A JPH0584687A JP20828391A JP20828391A JPH0584687A JP H0584687 A JPH0584687 A JP H0584687A JP 20828391 A JP20828391 A JP 20828391A JP 20828391 A JP20828391 A JP 20828391A JP H0584687 A JPH0584687 A JP H0584687A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ダイレクトドライブロ
ボット等の電動ロボットに係り、特に手首駆動構造の改
良に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric robot such as a direct drive robot, and more particularly to improvement of a wrist drive structure.
【０００２】[0002]
【従来の技術】本発明が対象とする電動ロボットの一例
として、塗装用の垂直多関節ロボット（マニピュレー
タ）を図３に示す。このマニピュレータ１は、基台２
と、この基台２上に回転自在に設けられた旋回ベース３
と、旋回ベース３上に揺動可能に起立して設けられた第
１アーム４と、第１アーム４の上端に揺動可能に支持さ
れた第２アーム５と、第２アームの先端に回動自在に設
けられた手首機構６とから主構成され、手首機構６には
塗装ガン７が取り付けられている。そして、この装置で
は、図中矢印Ａ，ＢおよびＣ方向の運動により塗装ガン
７の位置を決定する３自由度と、手首機構６によるＤ，
ＥおよびＦ方向の運動により塗装ガン７の姿勢を決定す
る３自由度とを有し、計６軸回りの運動がそれぞれ別の
モータにより駆動される。2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a vertical articulated robot (manipulator) for painting as an example of an electric robot to which the present invention is applied. This manipulator 1 has a base 2
And a swivel base 3 rotatably provided on the base 2.
A first arm 4 erected on the swivel base 3 so as to be swingable, a second arm 5 swingably supported on the upper end of the first arm 4, and a rotation at the tip of the second arm. The wrist mechanism 6 is provided so as to be movable, and a coating gun 7 is attached to the wrist mechanism 6. In this device, the three degrees of freedom for determining the position of the coating gun 7 by the movements in the directions of arrows A, B and C in the figure, and D, the wrist mechanism 6,
It has three degrees of freedom that determine the attitude of the coating gun 7 by movements in the E and F directions, and movements about a total of six axes are driven by different motors.
【０００３】図４は、この種の電動ロボットに適用され
る手首機構６およびその駆動機構の従来例を示す断面図
である。この構造は、本出願人が特願平１−２７３１０
８号において開示したもので、アーム５の基端部に設け
られたケース１０内には、手首機構６の３軸を駆動する
モータ１２，１４，１６が後端側から直列に収容され、
各モータの１２，１４，１６のステータ１２ａ，１４
ａ，１６ａは、ケース１０の外壁１０ａ，ケース内部の
仕切壁１０ｂ，１０ｃにそれぞれ固定されている。ま
た、各ステータ１２ａ，１４ａ，１６ａに接続された通
電用ケーブル１２ｃ，１４ｃ，１６ｃは、モータ１２，
１４，１６の側方を通して配線されている。FIG. 4 is a sectional view showing a conventional example of a wrist mechanism 6 and its drive mechanism applied to this type of electric robot. This structure is disclosed by the applicant in Japanese Patent Application No. 1-27310.
As disclosed in No. 8, motors 12, 14, 16 for driving the three axes of the wrist mechanism 6 are housed in series from the rear end side in the case 10 provided at the base end of the arm 5.
12, 14, 16 stators 12a, 14 of each motor
The a and 16a are fixed to the outer wall 10a of the case 10 and the partition walls 10b and 10c inside the case, respectively. The energizing cables 12c, 14c, 16c connected to the stators 12a, 14a, 16a are connected to the motor 12,
It is wired through the sides of 14 and 16.
【０００４】一方、アーム５を構成するアームケース５
ａの内部には、回転伝達用パイプ（回転伝達軸）１８，
２０，２２が同軸に配置され、各モータ１２，１４，１
６のロータ１２ｂ，１４ｂ，１６ｂに順に連結されてい
る。最外周のパイプ２２には手首機構６の第１関節ケー
ス２４が固定され、これをＤ軸回りに回転させるように
なっている。また、パイプ２０はベベルギヤ２８，３２
およびパイプ３６を介して手首機構６の第２関節ケース
４０をＥ軸回りに回転させ、さらにパイプ１８は、ベベ
ルギヤ２６，３０，ロッド３４，ベベルギヤ３８，４２
を経てガン取付部４４をＦ軸回りに回転させるようにな
っている。On the other hand, the arm case 5 which constitutes the arm 5
Inside a, a rotation transmission pipe (rotation transmission shaft) 18,
20 and 22 are arranged coaxially, and each motor 12, 14, 1
6 rotors 12b, 14b, 16b are sequentially connected. The first joint case 24 of the wrist mechanism 6 is fixed to the outermost pipe 22 and is rotated about the D axis. In addition, the pipe 20 includes the bevel gears 28, 32.
The second joint case 40 of the wrist mechanism 6 is rotated around the E axis via the pipe 36 and the pipe 36, and the pipe 18 further includes the bevel gears 26, 30, the rod 34, the bevel gears 38, 42.
After that, the gun mounting portion 44 is rotated around the F axis.
【０００５】このように、従来の電動ロボットでは、手
首機構を駆動する複数のモータをアーム内に直列状態で
収納し、それぞれのモータのステータを全てアームに固
定することにより、アームを基準として各モータによる
駆動角を手首機構の各入力軸へ入力する構造が一般に採
られていた。As described above, in the conventional electric robot, a plurality of motors for driving the wrist mechanism are housed in the arms in series, and the stators of the respective motors are all fixed to the arms, so that each arm is used as a reference. The structure in which the drive angle by the motor is input to each input shaft of the wrist mechanism has been generally adopted.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
にギヤを動力伝達に使った手首機構では、個々の入力軸
が他の入力軸と干渉（つれまわり）する。図４の例を用
いてこの点を具体的に説明すると、手首機構６の各関節
角（関節の実際の回転角度）θ4j，θ5j，θ6jと、パイ
プの駆動角（アームに対するパイプの回転角度）θ4d，
θ5d，θ6dの間には、ギヤの干渉により以下の関係が成
り立つ。By the way, in the wrist mechanism using the gears for power transmission as described above, each input shaft interferes with other input shafts. This point will be specifically described with reference to the example of FIG. 4. The joint angles (actual rotation angles of the joints) θ 4j , θ 5j , and θ 6j of the wrist mechanism 6 and the drive angles of the pipe (the pipe relative to the arm). Rotation angle) θ 4d ,
The following relationship is established between θ 5d and θ 6d due to gear interference.
【０００７】θ4d＝θ4j θ5d＝θ4j＋θ5j θ6d＝θ4j＋θ5j＋θ6j ・・・（１） または θ4j＝θ4d θ5j＝θ5d−θ4d θ6j＝θ6d−θ5d ・・・（２）Θ 4d = θ 4j θ 5d = θ 4j + θ 5j θ 6d = θ 4j + θ 5j + θ 6j (1) or θ 4j = θ 4d θ 5j = θ 5d −θ 4d θ 6j = θ 6d − θ 5d・ ・ ・ (2)
【０００８】したがって、干渉を打ち消すために、パイ
プ２０には本来必要な関節角θ5jにθ4jを加えて、また
パイプ１８には本来の関節角θ6jにθ4j＋θ5jを加算し
て、それぞれ駆動する必要がある。このため、図４の構
造においてθ4j，θ5j，θ6jにそれぞれ３６０°の動作
角度範囲を要求する場合、駆動角θ6dには３６０°×３
＝１０８０°の動作角度範囲が必要になってしまう。Therefore, in order to cancel the interference, θ4j is added to the joint angle θ 5j originally required for the pipe 20, and θ 4j + θ 5j is added to the original joint angle θ 6j for the pipe 18, Each needs to be driven. Therefore, in the structure of FIG. 4, when each of the operating angle ranges of θ 4j , θ 5j , and θ 6j is required to be 360 °, the driving angle θ 6d is 360 ° × 3.
The operating angle range of = 1080 ° is required.
【０００９】すなわち、従来の構造では、干渉を受ける
入力軸に、本来必要な関節角範囲よりも広い動作角度範
囲が要求されるため、１回転形の位置検出機能しか有し
ないダイレクトドライブモータを使用するには、前記の
広い動作角度範囲に亙って角度検出可能な多回転型セン
サが新たに必要であるうえ、ロータの回転範囲を制限す
るために多回転型ストッパが必要で、構造が複雑化する
問題があった。That is, in the conventional structure, a direct drive motor having only a one-rotation position detecting function is used because the input shaft that receives interference requires a wider operating angle range than the originally required range of joint angles. In order to achieve this, a multi-rotation sensor that can detect an angle over the wide operating angle range is newly required, and in addition, a multi-rotation stopper is necessary to limit the rotation range of the rotor, and the structure is complicated. There was a problem to turn.
【００１０】また、各入力軸のつれ回りにより、各関節
回りの動作速度に差が生じ、ロボットの運動性能（最大
速度）に方向性が生じるため、モータの回転速度が動作
速度に反映されない場合があるうえ、ロボットに必要な
動作を教示する際に、各関節軸回りの動作角度を個々に
教示することが難しいという欠点もあった。Further, when the rotation speed of the motor is not reflected in the motion speed because the motion speed around each joint varies due to the whirling of each input shaft, and the motion performance (maximum speed) of the robot becomes directional. In addition, there is a drawback in that it is difficult to individually teach the motion angle around each joint axis when teaching the motion required for the robot.
【００１１】そこで、本発明者らは、所望の関節角を得
るために必要な入力軸の駆動角が、前述のようにその関
節角と、その入力軸に干渉する他の入力軸に対応する関
節角の和になることに着目し、鋭意研究を行った結果、
各モータのロータに、これと干渉する他軸のモータのス
テータを順次結合することにより、各モータ駆動角から
他軸の関節角分が除去できることを見い出した。Therefore, the inventors of the present invention, the drive angle of the input shaft required to obtain a desired joint angle corresponds to the joint angle and other input shafts that interfere with the input shaft as described above. Focusing on the sum of joint angles, as a result of earnest research,
It has been found that the joint angles of the other shafts can be removed from the drive angles of the respective motors by sequentially coupling the rotors of the respective motors with the stators of the motors of the other shafts that interfere with the rotor.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明は上記知見に基づ
いてなされたもので、アームと、このアームの端部に設
けられｎ本の入力軸により操作される手首機構と、該手
首機構を駆動させるように前記アーム軸線方向に向けて
アームに直列に配置されたｎ個のモータと、前記アーム
内に配置され前記各モータと前記手首機構の各入力軸と
をそれぞれ連結するｎ本の回転伝達軸とを具備する電動
ロボットにおいて、前記モータのうち、ｍ−１（ｍは２
以上ｎ以下の整数）番目のモータのロータにｍ番目のモ
ータのステータを結合したことを特徴とする。The present invention has been made based on the above findings. An arm, a wrist mechanism provided at an end portion of the arm and operated by n input shafts, and the wrist mechanism are provided. N motors arranged in series in the arm axis direction so as to be driven, and n rotations arranged in the arm and connecting the motors with the input shafts of the wrist mechanism, respectively. In an electric robot provided with a transmission shaft, m-1 (m is 2
It is characterized in that the stator of the m-th motor is coupled to the rotor of the (third or less integer) motor.
【００１３】なお、前記各モータは、中空形のダイレク
トドライブモータであってもよい。また、１番目のモー
タは前記手首機構から遠い側に位置し、回転伝達軸のう
ち外側からｐ（ｐは１以上ｎ以下の整数）番目の回転伝
達軸がｐ番目のモータのロータにそれぞれ連結されてい
てもよい。The motors may be hollow direct drive motors. The first motor is located on the side far from the wrist mechanism, and the p-th (p is an integer of 1 or more and n) rotation transmission shaft from the outside of the rotation transmission shaft is connected to the rotor of the p-th motor. It may have been done.
【００１４】また、１番目のモータは前記手首機構から
近い側に位置し、回転伝達軸のうち外側からｐ（ｐは１
以上ｎ以下の整数）番目の回転伝達軸がｐ番目のモータ
のロータに連結されていてもよい。The first motor is located on the side closer to the wrist mechanism, and p (p is 1
The above (integer of n or less) th rotation transmission shaft may be connected to the rotor of the p th motor.
【００１５】さらに、前記各モータの中空部に、各モー
タのステータに接続したケーブルを収納してもよいし、
その場合、前記各モータの中空部に、収納したケーブル
を固定するためのケーブル固定手段を設けてもよい。Further, a cable connected to the stator of each motor may be housed in the hollow portion of each motor,
In that case, a cable fixing means for fixing the stored cable may be provided in the hollow portion of each motor.
【００１６】[0016]
【作用】本発明の電動ロボットでは、手首機構の各入力
軸のつれ回りによる影響が相殺され、各モータの駆動角
と手首機構の各関節角がそれぞれ１対１対応する。In the electric robot of the present invention, the influence of the rotation of the input shafts of the wrist mechanism is canceled out, and the drive angles of the motors and the joint angles of the wrist mechanism correspond to each other.
【００１７】[0017]
【実施例】以下、図面を用いて本発明に係わる電動ロボ
ットの実施例を詳細に説明する。図１は、一実施例の電
動ロボットの手首機構およびその駆動機構を示す断面図
である。この例は、図３に示した前述の電動ロボットに
本発明を適用したものであり、図４に示した従来例と同
一の部分は同一符号を付して説明を省略する。Embodiments of the electric robot according to the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a wrist mechanism of an electric robot and a drive mechanism thereof according to an embodiment. In this example, the present invention is applied to the above-described electric robot shown in FIG. 3, and the same parts as those of the conventional example shown in FIG.
【００１８】アーム５の基端部に設けられたケース５０
の内部には、３基のモータ５２，５８，６４が直列状態
に配置されており、手首機構６から遠い順に１番目〜３
番目とする。これらモータ５２，５８，６４はいずれも
ダイレクトドライブ方式のアウターロータ形モータであ
り、モータ５２を例に挙げると、駆動電源および位置検
出器用のケーブル５２ｅが接続された中空のステータ５
２ａの外周に、軸受５２ｃ，５２ｄを介して環状のロー
タ５２ｂが回転自在に支持された構造となっている。他
のモータ５８，６４も同様の構造であり、これらモータ
５２，５８，６４はいずれも、１回転形の位置検出器
（図示略）を備えている。A case 50 provided at the base end of the arm 5.
Three motors 52, 58, 64 are arranged in series inside the robot, and the first to third motors 52, 58, 64 are arranged in order from the wrist mechanism 6.
The second. These motors 52, 58, 64 are all outer rotor type motors of the direct drive type. Taking the motor 52 as an example, the hollow stator 5 to which the drive power source and the cable 52e for the position detector are connected.
An annular rotor 52b is rotatably supported on the outer periphery of 2a via bearings 52c and 52d. The other motors 58, 64 have the same structure, and each of these motors 52, 58, 64 is equipped with a one-rotation position detector (not shown).
【００１９】１番目のもーた５２のステータ５２ａは、
ケース５０の後端部内壁に固定されている。また、２番
目のモータ５８のステータ５８ａは、円筒状のスペーサ
５４を介してロータ５２ｂに、３番目のモータ６４のス
テータ６４ａは、円筒状のスペーサ６０を介してロータ
５８ｂにそれぞれ同軸に固定されている。ここで、各モ
ータ５２，５８，６４の駆動角、すなわちロータとステ
ータの相対回転角度を、それぞれθ4m，θ5m，θ6mと定
義する。The stator 52a of the first motor 52 is
It is fixed to the inner wall of the rear end of the case 50. Further, the stator 58a of the second motor 58 is coaxially fixed to the rotor 52b via the cylindrical spacer 54, and the stator 64a of the third motor 64 is coaxially fixed to the rotor 58b via the cylindrical spacer 60. ing. Here, the drive angles of the motors 52, 58, 64, that is, the relative rotation angles of the rotor and the stator are defined as θ 4m , θ 5m , and θ 6m , respectively.
【００２０】同時に、ロータ５２ｂはフランジ５６を介
して、アームケース５０ａ内の最外周の回転伝達用パイ
プ（回転伝達軸）２２に対し、ロータ５８ｂはフランジ
６２を介して外周側から２番目の回転伝達用パイプ２０
に対し、それぞれ同軸に連結されている。さらに、ロー
タ６４ｂはフランジ６６を介して最内周の回転伝達用パ
イプ１８に同軸に連結されている。At the same time, the rotor 52b rotates via the flange 56 with respect to the outermost rotation transmission pipe (rotation transmission shaft) 22 in the arm case 50a, and the rotor 58b rotates through the flange 62 to the second rotation from the outer peripheral side. Transmission pipe 20
, Respectively, are coaxially connected. Further, the rotor 64b is coaxially connected to the innermost peripheral rotation transmitting pipe 18 via a flange 66.
【００２１】ステータ５２ａ，５８ａの中空部内には、
仕切板６８，７２がそれぞれ設けられ、各仕切板６８，
７０の中心付近に設けられたクランプ７０，７４によ
り、前記ケーブル６４ｅ，５８ｅがそれぞれ支持される
とともに、これらケーブル６４ｅ，５８ｅはケーブル５
２ｅとともに支持部材７６を通じてケース５０の外へ延
ばされている。In the hollow portions of the stators 52a and 58a,
Partition plates 68 and 72 are provided, and the partition plates 68 and 72 are
Clamps 70 and 74 provided near the center of 70 support the cables 64e and 58e, respectively, and these cables 64e and 58e are connected to the cable 5
It is extended to the outside of the case 50 through the support member 76 together with 2e.
【００２２】一方、アームパイプ５０ａの内面と、回転
伝達用パイプ２２の外面には、これらパイプ５０ａ，２
２の相対回転角度を３６０゜以内に制限するストッパ突
起７８ａ，７８ｂがそれぞれ固定されている。同様に、
パイプ２２の内面とパイプ２０の外面、およびパイプ２
０の内面とパイプ１８の外面には、それぞれストッパ突
起８０ａと８０ｂ、およびストッパ突起８２ａと８２ｂ
がそれぞれ固定され、パイプ２２と２０の間，パイプ２
０と１８の間の相対回転角度をそれぞれ３６０゜以内に
制限している。On the other hand, on the inner surface of the arm pipe 50a and on the outer surface of the rotation transmission pipe 22, these pipes 50a, 2 are provided.
Stopper protrusions 78a and 78b for limiting the relative rotation angle of No. 2 within 360 ° are fixed. Similarly,
The inner surface of the pipe 22, the outer surface of the pipe 20, and the pipe 2
0 and the outer surface of the pipe 18 have stopper protrusions 80a and 80b and stopper protrusions 82a and 82b, respectively.
Are fixed respectively, between pipes 22 and 20, pipe 2
The relative rotation angle between 0 and 18 is limited to within 360 °.
【００２３】次に、上記構成からなる電動ロボットの作
用を説明する。この電動ロボットでは、ロータ５２ｂと
ステータ５８ａ，ロータ５８ｂとステータ６４ａをそれ
ぞれ連結しているため、パイプ駆動角θ4d〜θ6dとモー
タ駆動角θ4m〜θ6mとの間には次式のような関係が成り
立つ。 θ4d＝θ4m θ5d＝θ4m＋θ5m θ6d＝θ4m＋θ5m＋θ6m ・・・（３）Next, the operation of the electric robot having the above structure will be described. In this electric robot, the rotor 52b and the stator 58a are connected to each other, and the rotor 58b and the stator 64a are connected to each other. Therefore, the following equations are given between the pipe drive angles θ 4d to θ 6d and the motor drive angles θ 4m to θ 6m. Relationship is established. θ 4d = θ 4m θ 5d = θ 4m + θ 5m θ 6d = θ 4m + θ 5m + θ 6m (3)
【００２４】この（３）式を、前記（２）式に代入する
と次式が得られる。 θ4j＝θ4m θ5j＝θ5m θ6j＝θ6m ・・・（４）By substituting the equation (3) into the equation (2), the following equation is obtained. θ 4j = θ 4m θ 5j = θ 5m θ 6j = θ 6m (4)
【００２５】この（４）式から明らかなように、本発明
の電動ロボットでは、手首機構６の各入力軸のつれ回り
が相殺され、モータ駆動角θ4m〜θ6mと手首機構の各関
節角θ4j〜θ6jがそれぞれ１対１対応し、かつ互いに等
しくなる。したがって、各関節角θ4j〜θ6jの範囲を３
６０°以下とすれば、全てのモータの駆動角θ4m〜θ6m
の範囲が３６０°以下で済む。As is apparent from the equation (4), in the electric robot of the present invention, the rotation of the input shafts of the wrist mechanism 6 is canceled out, and the motor drive angles θ 4m to θ 6m and the joint angles of the wrist mechanism are cancelled. θ 4j to θ 6j have a one-to-one correspondence and are equal to each other. Therefore, the range of each joint angle θ 4j to θ 6j is 3
If the angle is 60 ° or less, the drive angles of all motors θ 4m to θ 6m
Is less than 360 °.
【００２６】このため、本発明の電動ロボットでは、１
回転形の位置検出機能しか有しないダイレクトドライブ
モータを使用することが可能となり、複雑な多回転型セ
ンサが不要であるうえ、関節動作角度を制限するための
ストッパ機構が、単純なストッパ突起７８〜８２ａ，７
８〜８２ｂにより容易に実現でき、従来の電動ロボット
よりも遥かに構造を単純化することが可能である。Therefore, in the electric robot of the present invention, 1
It is possible to use a direct drive motor having only a rotary type position detection function, a complicated multi-rotation type sensor is unnecessary, and a stopper mechanism for limiting the joint operation angle has a simple stopper protrusion 78 to. 82a, 7
8 to 82b, the structure can be easily realized, and the structure can be much simplified as compared with the conventional electric robot.
【００２７】また、個々のモータ駆動角θ4m〜θ6mと各
関節角θ4j〜θ6jが１対１対応して、他軸の影響を受け
ないから、各関節回りの運動速度に差が生じず、ロボッ
トの運動性能（最大速度）に方向性が生じることがな
く、モータ本来の回転速度を有効に使って各関節を駆動
できる。これは、前記の（４）式を時間で微分した次の
（５）式からも明らかである。Further, since the individual motor drive angles θ 4m to θ 6m and the respective joint angles θ 4j to θ 6j have a one-to-one correspondence and are not affected by the other axes, there is a difference in the motion speed around each joint. The motion performance (maximum speed) of the robot does not occur, and each joint can be driven by effectively using the original rotation speed of the motor. This is also apparent from the following expression (5) obtained by differentiating the expression (4) with respect to time.
【００２８】θ4j／ｄｔ＝θ4m／ｄｔ θ5j／ｄｔ＝θ5m／ｄｔ θ6j／ｄｔ＝θ6m／ｄｔ ・・・（５）Θ 4j / dt = θ 4m / dt θ 5j / dt = θ 5m / dt θ 6j / dt = θ 6m / dt (5)
【００２９】また、この電動ロボットでは、必要な動作
を教示する場合に、個々の関節軸回りの動作がそのまま
各モータの駆動角θ4m〜θ6mに相当するので、教示作業
が容易化できる利点も有する。Further, in this electric robot, when teaching a required motion, the motion around each joint axis corresponds to the drive angle θ 4m to θ 6m of each motor as it is, which is an advantage that the teaching work can be facilitated. Also has.
【００３０】さらに、隣り合うステータ５２ａ，５８
ａ，６４ａは３６０°以上相対回転することがないう
え、各ケーブル６４ｅ，５８ｅは、仕切板７２，６８に
より回転中心付近に支持されているため、作動時にケー
ブル６４ｅ，５８ｅは僅かにねじれるだけで済み、これ
らケーブル６４ｅ，５８ｅの負担が少ない。Further, adjacent stators 52a, 58
Since the a and 64a do not rotate relative to each other by 360 ° or more, and the cables 64e and 58e are supported near the center of rotation by the partition plates 72 and 68, the cables 64e and 58e can be slightly twisted during operation. As a result, the burden on these cables 64e and 58e is small.
【００３１】次に、図２は本発明の他の実施例を示す断
面図である。この例では、インナロータ形ダイレクトド
ライブモータ９０，９４，９８を用いたことを主特徴と
しており、モータ９０を例に挙げると、中空のステータ
９０ａの内周に、軸受９０ｃ，９０ｄを介して中空のロ
ータ９０ｂが回転自在に支持された構造となっている。
他のモータ９４，９８も同様の構造である。なお、この
場合には、手首機構６から近い順にモータ９０，９４，
９８を１番目〜３番目と称する。Next, FIG. 2 is a sectional view showing another embodiment of the present invention. This example is mainly characterized in that the inner rotor type direct drive motors 90, 94, 98 are used. Taking the motor 90 as an example, the hollow stator 90a has hollow bearings 90c, 90d on the inner circumference thereof. The rotor 90b is rotatably supported.
The other motors 94 and 98 have the same structure. In this case, the motors 90, 94,
98 is called the 1st-3rd.
【００３２】１番目のモータ９０のステータ９０ａはケ
ース５０の前端内壁に固定される一方、モータ９０のロ
ータ９０ｂの前端は、円環状のフランジ１００を介して
回転伝達用パイプ２２に同軸に連結されている。また、
ロータ９０ｂの後端には、円環状のスペーサ９２を介し
て２番目のモータ９４のステータ９４ａが同軸に連結さ
れている。さらに、ロータ９４ｂの前端には、フランジ
１０２を介して回転伝達用パイプ２０が同軸に連結され
るとともに、ロータ９４ｂの後端には、円環状のスペー
サ９６を介して３番目のモータ９８のステータ９８ａが
同軸に連結されている。さらに、ロータ９８ｂの前端に
は、フランジ１０４を介してパイプ１８が同軸に連結さ
れている。他の構成は、前記実施例と同様である。The stator 90a of the first motor 90 is fixed to the inner wall of the front end of the case 50, while the front end of the rotor 90b of the motor 90 is coaxially connected to the rotation transmission pipe 22 via an annular flange 100. ing. Also,
The stator 94a of the second motor 94 is coaxially connected to the rear end of the rotor 90b via an annular spacer 92. Further, the rotation transmitting pipe 20 is coaxially connected to the front end of the rotor 94b via the flange 102, and the stator of the third motor 98 is connected to the rear end of the rotor 94b via the annular spacer 96. 98a is coaxially connected. Further, the pipe 18 is coaxially connected to the front end of the rotor 98b via the flange 104. The other structure is similar to that of the above embodiment.
【００３３】この実施例においても、モータ駆動角θ4m
〜θ6mと手首機構の各関節角θ4j〜θ6jがそれぞれ１対
１対応し、前記実施例と同様の効果が得られる。Also in this embodiment, the motor drive angle θ 4m
Each joint angle theta 4j through? 6j of through? 6 m and wrist mechanism, each one-to-one correspondence, the same advantages as those in the embodiment can be obtained.
【００３４】また、各モータ９０，９４の中空部内を通
じて各ロータ９４ｂ，９８ｂと各回転伝達用パイプ２
０，１８とを連結しているため、前記実施例のようにモ
ータの外周に大径のフランジ（５６，６２）を配置せず
に済み、駆動機構全体を小型化することができる。The rotors 94b and 98b and the rotation transmission pipes 2 are passed through the hollow portions of the motors 90 and 94.
Since 0 and 18 are connected to each other, it is not necessary to dispose large-diameter flanges (56 and 62) on the outer periphery of the motor as in the above-described embodiment, and the entire drive mechanism can be downsized.
【００３５】なお、本発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、必要に応じて適宜構成を変更してよい。例
えば、上記実施例では手首機構６が３軸制御のものであ
ったが２軸あるいは４軸以上であっても同様に本発明が
適用できる。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and the structure may be changed as necessary. For example, although the wrist mechanism 6 is of the three-axis control type in the above embodiment, the present invention can be similarly applied to the wrist mechanism 6 having two or four axes.
【００３６】また、上記実施例では、回転伝達軸として
パイプを使用していたが、本発明はこれに限らず、各モ
ータのロータおよびそれに対応する手首機構の入力軸に
それぞれギヤを同軸に固定するとともに、これらギヤに
噛合する一対のギヤが固定されたシャフトを介して回転
伝達を行う構成としてもよい。また、モータをアーム外
に設ける構成も可能である。Further, although the pipe is used as the rotation transmission shaft in the above embodiment, the present invention is not limited to this, and gears are coaxially fixed to the rotor of each motor and the input shaft of the corresponding wrist mechanism. In addition, the rotation may be transmitted via a shaft to which a pair of gears meshing with these gears are fixed. Further, a configuration in which the motor is provided outside the arm is also possible.
【００３７】さらに、本発明は、全てのモータのロータ
とステータを順次相互に固定する必要はなく、例えば、
一部のモータのロータとステータを順次相互に固定する
とともに他のモータのステータは従来通りアームに固定
する構造としてもよい。Furthermore, the present invention does not require that the rotors and stators of all motors be sequentially fixed to each other, for example,
The rotor and the stator of some motors may be sequentially fixed to each other, and the stators of other motors may be fixed to the arm as in the conventional manner.
【００３８】[0038]
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係わる電
動ロボットは、アーム内に直列に配置された複数のモー
タのうち、ｍ−１（ｍは２以上ｎ以下の整数）番目のモ
ータのロータにｍ番目のモータのステータを結合したも
のであるから、手首機構の入力軸のつれ回りの影響が相
殺され、手首機構の各関節角とモータ駆動角とがそれぞ
れ等しくなる。このため、１回転形の位置検出機能しか
有しないモータを使用することが可能になり、複雑な多
回転型センサが不要であるうえ、各駆動角を制限するた
めのストッパ機構が単純な１回転型ストッパで済み、従
来品よりも構造が単純化できる。また、関節の動作方向
により速度能力が異なることがなく、ロボットの運動性
能（最大速度）に方向性が生じることがないから、各モ
ータの回転速度を有効に使って関節を駆動できるととも
に、ダイレクト教示時には各関節角毎の動作・教示が容
易に行えるという効果も得られる。As described above, the electric robot according to the present invention is the motor of the m-1th (m is an integer of 2 or more and n or less) motor among a plurality of motors arranged in series in the arm. Since the rotor of the m-th motor is coupled to the rotor, the influence of the rotation of the input shaft of the wrist mechanism is canceled out, and each joint angle of the wrist mechanism and the motor drive angle become equal. For this reason, it becomes possible to use a motor having only one rotation type position detection function, a complicated multi-rotation type sensor is unnecessary, and a stopper mechanism for limiting each drive angle has a simple one rotation. The mold stopper is sufficient, and the structure can be simplified compared to conventional products. In addition, since the speed capability does not differ depending on the joint motion direction and the direction of the robot's motion performance (maximum speed) does not occur, the rotation speed of each motor can be effectively used to drive the joint and At the time of teaching, there is an effect that the operation / teaching can be easily performed for each joint angle.
【００３９】一方、モータとして中空形のダイレクトド
ライブモータを使用し、各モータの中空部に各モータの
ステータに接続したケーブルを収納した場合には、ケー
ブルには若干のねじれが加わるだけで済み、ケーブルを
容易かつ安全に収納できる。On the other hand, when a hollow direct drive motor is used as the motor and the cables connected to the stators of the respective motors are housed in the hollow portions of the respective motors, the cables need only be slightly twisted. The cable can be stored easily and safely.
【００４０】さらに、１番目のモータを手首機構から近
い側に設置し、回転伝達軸のうち外側からｐ（ｐは１以
上ｎ以下の整数）番目の回転伝達軸をｐ番目のモータの
ロータに連結した場合には、各モータのロータと回転伝
達軸を各モータの中空部を通して連結することができ、
手首駆動機構全体をより小型化することが可能である。Furthermore, the first motor is installed on the side closer to the wrist mechanism, and the p-th (p is an integer of 1 or more and n or less) rotation transmission shaft from the outside of the rotation transmission shaft is the rotor of the p-th motor. When connected, the rotor of each motor and the rotation transmission shaft can be connected through the hollow part of each motor,
It is possible to further reduce the size of the entire wrist drive mechanism.
【図１】本発明に係わる電動ロボットの一実施例の手首
駆動機構を示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a wrist drive mechanism of an embodiment of an electric robot according to the present invention.
【図２】本発明の他の実施例の手首駆動機構を示す断面
図である。FIG. 2 is a sectional view showing a wrist drive mechanism according to another embodiment of the present invention.
【図３】本発明の対象となる電動ロボットの一例を示す
斜視図である。FIG. 3 is a perspective view showing an example of an electric robot to which the present invention is applied.
【図４】従来の電動ロボットにおける手首駆動機構の一
例を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an example of a wrist drive mechanism in a conventional electric robot.
５ アーム ６ 手首機構 １８，２０，２２ 回転伝達パイプ（回転伝達軸） ５０ ケース ５０ａ アームパイプ ５２，５８，６４ １番目〜３番目のモータ ５２ａ，５８ａ，６４ａ ステータ ５２ｂ，５８ｂ，６４ｂ ロータ ５２ｅ，５８ｅ，６４ｅ ケーブル ５６，６２，６６ フランジ ５４，６０ スペーサ ６８，７２ 仕切板（ケーブル固定手段） ７８ａ，７８ｂ，８０ａ，８０ｂ，８２ａ，８２ｂ ス
トッパ θ4d〜θ6d パイプ駆動角 θ4m〜θ6m モータ駆動角 θ4j〜θ6j 手首機構の関節角 ９０，９４，９８ １番目〜３番目のモータ ９０ａ，９４ａ，９８ａ ステータ ９０ｂ，９４ｂ，９８ｂ ロータ ９２，９６ ストッパ １００，１０２，１０４ フランジ5 arm 6 wrist mechanism 18,20,22 rotation transmission pipe (rotation transmission shaft) 50 case 50a arm pipe 52,58,64 1st-3rd motor 52a, 58a, 64a stator 52b, 58b, 64b rotor 52e, 58e , 64e Cable 56, 62, 66 Flange 54, 60 Spacer 68, 72 Partition plate (cable fixing means) 78a, 78b, 80a, 80b, 82a, 82b Stopper θ 4d to θ 6d Pipe drive angle θ 4m to θ 6m Motor drive Angle θ 4j to θ 6j Joint angle of wrist mechanism 90, 94, 98 1st to 3rd motor 90a, 94a, 98a Stator 90b, 94b, 98b Rotor 92, 96 Stopper 100, 102, 104 Flange
Claims (6)
ｎ本の入力軸により操作される手首機構と、該手首機構
を駆動させるように前記アーム軸線方向に向けてアーム
に直列に配置されたｎ個のモータと、前記アーム内に配
置され前記各モータと前記手首機構の各入力軸とをそれ
ぞれ連結するｎ本の回転伝達軸とを具備する電動ロボッ
トにおいて、 前記モータのうち、ｍ−１（ｍは２以上ｎ以下の整数）
番目のモータのロータにｍ番目のモータのステータを結
合したことを特徴とする電動ロボット。1. An arm, a wrist mechanism provided at an end portion of the arm and operated by n input shafts, and arranged in series in the arm axial direction so as to drive the wrist mechanism. An electric robot comprising n motors and n rotation transmission shafts arranged in the arm and connecting the respective motors to the respective input shafts of the wrist mechanism, wherein m- 1 (m is an integer from 2 to n)
An electric robot characterized in that the rotor of the second motor is connected to the stator of the mth motor.
ライブモータであることを特徴とする請求項１記載の電
動ロボット。2. The electric robot according to claim 1, wherein each of the motors is a hollow direct drive motor.
側に位置し、回転伝達軸のうち外側からｐ（ｐは１以上
ｎ以下の整数）番目の回転伝達軸がｐ番目のモータのロ
ータにそれぞれ連結されていることを特徴とする請求項
２記載の電動ロボット。3. A rotor of a motor in which a first motor is located far from the wrist mechanism, and a p-th (p is an integer of 1 or more and n or less) rotation transmission shaft from the outside of the rotation transmission shaft is a p-th motor. The electric robot according to claim 2, wherein the electric robots are connected to each other.
側に位置し、回転伝達軸のうち外側からｐ（ｐは１以上
ｎ以下の整数）番目の回転伝達軸がｐ番目のモータのロ
ータに連結されていることを特徴とする請求項２記載の
電動ロボット。4. The rotor of the first motor is located closer to the wrist mechanism, and the p-th rotation transmission shaft (p is an integer of 1 or more and n or less) from the outside of the rotation transmission shaft is the p-th motor. The electric robot according to claim 2, which is connected to the electric robot.
テータに接続したケーブルを収納したことを特徴とする
請求項２，３または４記載の電動ロボット。5. The electric robot according to claim 2, wherein a cable connected to a stator of each motor is housed in a hollow portion of each motor.
ブルを固定するためのケーブル固定手段を設けたことを
特徴とする請求項５記載の電動ロボット。6. The electric robot according to claim 5, wherein a cable fixing means for fixing the stored cable is provided in the hollow portion of each of the motors.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828391A JPH0584687A (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Motor-driven robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828391A JPH0584687A (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Motor-driven robot |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584687A true JPH0584687A (en) | 1993-04-06 |
Family
ID=16553682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20828391A Withdrawn JPH0584687A (en) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | Motor-driven robot |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0584687A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007210085A (en) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | Multi-axis driving device |
| WO2010101203A1 (en) * | 2009-03-06 | 2010-09-10 | 株式会社安川電機 | Articulation unit for robot and robot |
| JP2016070303A (en) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 日本パルスモーター株式会社 | Work body operation device |
| JP2019172300A (en) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 株式会社フジキカイ | Article supply device in packaging machine |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20828391A patent/JPH0584687A/en not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19981112 |