JPH0584687A - 電動ロボツト - Google Patents
電動ロボツトInfo
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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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- arm
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 手首機構の各入力軸のつれ回りによる駆動角
増大分を相殺し、角度センサおよびストッパの構造を簡
略化する。また、ロボットの運動性能に方向性が生じる
ことを防ぐ。 【構成】 アーム５と、その一端に設けられ３本の入力
軸で操作される手首機構６と、アームの他端に直列に配
置された３個のモータ５２，５８，６４と、アーム内に
互いに同軸に配置され、各モータのロータ５２ｂ，５８
ｂ，６４ｂおよび手首機構６の各入力軸をそれぞれ連結
する３本の回転伝達パイプ２２，２０，１８を具備す
る。直列方向の端から１番目のモータ５２のステータ５
２ａをアームに固定するとともに、１，２番目のモータ
のロータ５２ｂ，５８ｂに対し、２，３番目のモータの
ステータ５８ａ，６４ａをそれぞれ結合した。
増大分を相殺し、角度センサおよびストッパの構造を簡
略化する。また、ロボットの運動性能に方向性が生じる
ことを防ぐ。 【構成】 アーム５と、その一端に設けられ３本の入力
軸で操作される手首機構６と、アームの他端に直列に配
置された３個のモータ５２，５８，６４と、アーム内に
互いに同軸に配置され、各モータのロータ５２ｂ，５８
ｂ，６４ｂおよび手首機構６の各入力軸をそれぞれ連結
する３本の回転伝達パイプ２２，２０，１８を具備す
る。直列方向の端から１番目のモータ５２のステータ５
２ａをアームに固定するとともに、１，２番目のモータ
のロータ５２ｂ，５８ｂに対し、２，３番目のモータの
ステータ５８ａ，６４ａをそれぞれ結合した。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【０００７】θ4d＝θ4j θ5d＝θ4j＋θ5j θ6d＝θ4j＋θ5j＋θ6j ・・・（１） または θ4j＝θ4d θ5j＝θ5d−θ4d θ6j＝θ6d−θ5d ・・・（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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）
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）
【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）
と次式が得られる。 θ4j＝θ4m θ5j＝θ5m θ6j＝θ6m ・・・（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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００２８】θ4j／ｄｔ＝θ4m／ｄｔ θ5j／ｄｔ＝θ5m／ｄｔ θ6j／ｄｔ＝θ6m／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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
〜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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
駆動機構を示す断面図である。
【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。
図である。
【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。
斜視図である。
【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。
例を示す断面図である。
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
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
Claims (6)
- 【請求項１】 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電動ロボット。 - 【請求項２】 前記各モータは、中空形のダイレクトド
ライブモータであることを特徴とする請求項１記載の電
動ロボット。 - 【請求項３】 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ることを特徴とする請求項
２記載の電動ロボット。 - 【請求項４】 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ることを特徴とする請求項２記載の
電動ロボット。 - 【請求項５】 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。 - 【請求項６】 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たことを
特徴とする請求項５記載の電動ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828391A JPH0584687A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 電動ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20828391A JPH0584687A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 電動ロボツト |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0584687A true JPH0584687A (ja) | 1993-04-06 |
Family
ID=16553682
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20828391A Withdrawn JPH0584687A (ja) | 1991-08-20 | 1991-08-20 | 電動ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0584687A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007210085A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 多軸駆動装置 |
| WO2010101203A1 (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-10 | 株式会社安川電機 | ロボットの関節ユニット及びロボット |
| JP2016070303A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 日本パルスモーター株式会社 | ワーク体動作装置 |
| JP2019172300A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 株式会社フジキカイ | 包装機における物品供給装置 |
-
1991
- 1991-08-20 JP JP20828391A patent/JPH0584687A/ja not_active Withdrawn
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007210085A (ja) * | 2006-02-13 | 2007-08-23 | Kawasaki Heavy Ind Ltd | 多軸駆動装置 |
| WO2010101203A1 (ja) * | 2009-03-06 | 2010-09-10 | 株式会社安川電機 | ロボットの関節ユニット及びロボット |
| CN102341221A (zh) * | 2009-03-06 | 2012-02-01 | 株式会社安川电机 | 机器人关节单元及机器人 |
| JP5327312B2 (ja) * | 2009-03-06 | 2013-10-30 | 株式会社安川電機 | ロボットの関節ユニット及びロボット |
| JP2016070303A (ja) * | 2014-09-26 | 2016-05-09 | 日本パルスモーター株式会社 | ワーク体動作装置 |
| JP2019172300A (ja) * | 2018-03-28 | 2019-10-10 | 株式会社フジキカイ | 包装機における物品供給装置 |
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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 |