JPH07308876A - ロボットのアーム機構 - Google Patents
ロボットのアーム機構Info
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- JPH07308876A JPH07308876A JP9896794A JP9896794A JPH07308876A JP H07308876 A JPH07308876 A JP H07308876A JP 9896794 A JP9896794 A JP 9896794A JP 9896794 A JP9896794 A JP 9896794A JP H07308876 A JPH07308876 A JP H07308876A
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- Japan
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- arm
- axis
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- fixed
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 先端のリストを常時一定姿勢を保ちつつ運動
させるロボットにて、制御軸の数を低減させ、かつ水平
運動用アクチュエータの容量を小さくする。 【構成】 天井や壁に取り付けられた固定ベース1に
は、第1アーム2が水平なA軸回りに揺動自在に取り付
けられ、第1アーム2には、運動ベース3が、A軸と平
行な第2軸回りに揺動自在に取り付けられ、更に、固定
ベース1と運動ベース3には、第1アーム2に沿って設
けられたリンク4の両端がそれぞれ回転可能に取り付け
られる。運動ベース3には第2アーム5が垂直なB軸回
りに回転自在に取り付けられ、第2アーム5には、第3
アーム6がB軸に平行なC軸回りに回転自在に取り付け
られ、更に第3アーム6には、リスト7がB軸、C軸と
平行なD軸回りに回転自在に取り付けられる。また、リ
スト7には、D軸と直交するE軸回りに回転する軸8が
取り付けられる。
させるロボットにて、制御軸の数を低減させ、かつ水平
運動用アクチュエータの容量を小さくする。 【構成】 天井や壁に取り付けられた固定ベース1に
は、第1アーム2が水平なA軸回りに揺動自在に取り付
けられ、第1アーム2には、運動ベース3が、A軸と平
行な第2軸回りに揺動自在に取り付けられ、更に、固定
ベース1と運動ベース3には、第1アーム2に沿って設
けられたリンク4の両端がそれぞれ回転可能に取り付け
られる。運動ベース3には第2アーム5が垂直なB軸回
りに回転自在に取り付けられ、第2アーム5には、第3
アーム6がB軸に平行なC軸回りに回転自在に取り付け
られ、更に第3アーム6には、リスト7がB軸、C軸と
平行なD軸回りに回転自在に取り付けられる。また、リ
スト7には、D軸と直交するE軸回りに回転する軸8が
取り付けられる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ワークに対して上方よ
り動作する天吊り型または壁掛け型のロボットに係り、
特に、このロボットのアーム機構に関するものである。
り動作する天吊り型または壁掛け型のロボットに係り、
特に、このロボットのアーム機構に関するものである。
【0002】
【従来の技術】平面上に設置されたワークに対して例え
ば塗装等の作業を行うにあたり、ワークに対して上方よ
り動作する天吊り型または壁掛け型のロボットを使用す
る場合がある。
ば塗装等の作業を行うにあたり、ワークに対して上方よ
り動作する天吊り型または壁掛け型のロボットを使用す
る場合がある。
【0003】このロボットの例を図10に示す。符号1
00は天井または壁面等(図の場合は天井)に固定され
た固定ベースで、固定ベースには、上下に伸縮自在かつ
自らの軸回りに回転自在とされたロッド101が、駆動
部102を介して支持されている。また、ロッド101
の下端には水平方向に延びる第1アーム103の基端部
が固定されている。
00は天井または壁面等(図の場合は天井)に固定され
た固定ベースで、固定ベースには、上下に伸縮自在かつ
自らの軸回りに回転自在とされたロッド101が、駆動
部102を介して支持されている。また、ロッド101
の下端には水平方向に延びる第1アーム103の基端部
が固定されている。
【0004】ここで、駆動部102内には水平運動用の
アクチュエータ(図示せず。)がそれぞれ設けられてい
る。その結果、第1アーム103は、このアクチュエー
タによるロッド101の回転により、ロッド101の軸
線(図中Q軸)回りに水平回転自在とされている。
アクチュエータ(図示せず。)がそれぞれ設けられてい
る。その結果、第1アーム103は、このアクチュエー
タによるロッド101の回転により、ロッド101の軸
線(図中Q軸)回りに水平回転自在とされている。
【0005】第1アーム103の先端部には、第2アー
ム104が、水平運動用アクチュエータ105および上
下動用アクチュエータ106を介して、Q軸と平行なR
軸およびR軸と垂直なS軸回りにそれぞれ水平回転およ
び上下動自在に支持されている。更に、第2アーム10
4の先端部には、ブラケット107が、S軸と平行なT
軸回りに揺動自在に支持されている。また、符号108
は、第1アーム103の先端部とブラケット107とを
第2アーム104と平行に連結し、ブラケット107の
向きを第2アーム104の運動に係わらず常時一定に保
つ平行リンクである。
ム104が、水平運動用アクチュエータ105および上
下動用アクチュエータ106を介して、Q軸と平行なR
軸およびR軸と垂直なS軸回りにそれぞれ水平回転およ
び上下動自在に支持されている。更に、第2アーム10
4の先端部には、ブラケット107が、S軸と平行なT
軸回りに揺動自在に支持されている。また、符号108
は、第1アーム103の先端部とブラケット107とを
第2アーム104と平行に連結し、ブラケット107の
向きを第2アーム104の運動に係わらず常時一定に保
つ平行リンクである。
【0006】更に、ブラケット107には、リスト10
9がT軸と直交するU軸回りに揺動自在に支持され、リ
スト109には、先端軸110が、U軸と直交するV軸
回りに揺動自在に支持されている。また、先端軸110
には、塗装ガン112が固定されたブラケット12が取
り付けられている。
9がT軸と直交するU軸回りに揺動自在に支持され、リ
スト109には、先端軸110が、U軸と直交するV軸
回りに揺動自在に支持されている。また、先端軸110
には、塗装ガン112が固定されたブラケット12が取
り付けられている。
【0007】そして、Q軸回りの第1アーム103の回
転とR軸回りの第2アーム104の回転とS軸回りの第
2アーム104の上下動によりブラケット107をワー
ク(図示せず。)の上方からワークの周囲にて移動さ
せ、更にリスト109のU軸回りの回転と、先端軸11
0のV軸回りの回転とにより、塗装ガン112による作
業が行われる。
転とR軸回りの第2アーム104の回転とS軸回りの第
2アーム104の上下動によりブラケット107をワー
ク(図示せず。)の上方からワークの周囲にて移動さ
せ、更にリスト109のU軸回りの回転と、先端軸11
0のV軸回りの回転とにより、塗装ガン112による作
業が行われる。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ロボットでは、作業に必要とされる4自由度の動作に対
して制御すべき軸が、Q軸、R軸、S軸、U軸およびV
軸の計5軸必要となる。従って、これら制御軸にはそれ
ぞれアクチュエータが必要となり、ロボットの重量増と
コスト増の一因となっていた。
ロボットでは、作業に必要とされる4自由度の動作に対
して制御すべき軸が、Q軸、R軸、S軸、U軸およびV
軸の計5軸必要となる。従って、これら制御軸にはそれ
ぞれアクチュエータが必要となり、ロボットの重量増と
コスト増の一因となっていた。
【0009】更に、第1アーム103の先端側に水平運
動用アクチュエータ105と上下動用アクチュエータ1
06および平行リンク108が設けられているため、ア
ーム全体の慣性モーメントが増大する。従って、駆動機
構102に設けられた水平運動用アクチュエータには大
容量のものが必要となり、その結果、ロボットの重量増
とコスト増、あるいはロボットの動作角度に制限が生じ
るという問題が生じていた。
動用アクチュエータ105と上下動用アクチュエータ1
06および平行リンク108が設けられているため、ア
ーム全体の慣性モーメントが増大する。従って、駆動機
構102に設けられた水平運動用アクチュエータには大
容量のものが必要となり、その結果、ロボットの重量増
とコスト増、あるいはロボットの動作角度に制限が生じ
るという問題が生じていた。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、固定ベースと、この固定ベース
に、水平な第1軸回りに上下に揺動自在に支持された第
1アームと、この第1アームの先端部に、前記第1軸と
平行な第2軸回りに上下に揺動自在に支持された運動ベ
ースと、この運動ベースに、垂直な第3軸回りに水平回
転自在に支持された第2アームと、この第2アームの先
端部に、垂直な軸回りに水平回転自在とされた少なくと
も1基のアームを介して支持された先端部材とを有し、
かつ前記固定ベースと前記運動ベースとの間に、前記運
動ベースの向きを前記第1アームの運動に係わらず常時
一定に保つ第一の姿勢制御機構を、前記第1アームに沿
って設けたロボットのアーム機構である。
みてなされたもので、固定ベースと、この固定ベース
に、水平な第1軸回りに上下に揺動自在に支持された第
1アームと、この第1アームの先端部に、前記第1軸と
平行な第2軸回りに上下に揺動自在に支持された運動ベ
ースと、この運動ベースに、垂直な第3軸回りに水平回
転自在に支持された第2アームと、この第2アームの先
端部に、垂直な軸回りに水平回転自在とされた少なくと
も1基のアームを介して支持された先端部材とを有し、
かつ前記固定ベースと前記運動ベースとの間に、前記運
動ベースの向きを前記第1アームの運動に係わらず常時
一定に保つ第一の姿勢制御機構を、前記第1アームに沿
って設けたロボットのアーム機構である。
【0011】更に、前記先端部材の向きを、前記第2ア
ームおよび前記第2アームの先端部に設けられた少なく
とも1基のアームの運動に係わらず常時一定に保つ第2
の姿勢制御機構を、前記第2アームおよびその先端部に
設けられた前記少なくとも1基のアームに沿って設けて
もよい。
ームおよび前記第2アームの先端部に設けられた少なく
とも1基のアームの運動に係わらず常時一定に保つ第2
の姿勢制御機構を、前記第2アームおよびその先端部に
設けられた前記少なくとも1基のアームに沿って設けて
もよい。
【0012】
【作用】本発明に係るロボットのアーム機構において
は、固定ベースに、第1アームが、水平な第1軸回りに
上下に揺動自在に支持されている。しかも、第1アーム
の先端部には、運動ベースが、その向きを前記第1アー
ムの運動に係わらず常時一定に保ちつつ支持され、かつ
運動ベースより先端側のアームはいずれも垂直な軸回り
に水平に回転自在とされている。更に、先端部材の垂直
な軸回りの向きも常時一定に保たれる。そのため、先端
部材の向きは、前記第1アームの運動に係わらず常時一
定に保たれ、その結果、アクチュエータが必要な制御軸
を、作業に最低必要な3軸にまで低減しても、作業が可
能である。
は、固定ベースに、第1アームが、水平な第1軸回りに
上下に揺動自在に支持されている。しかも、第1アーム
の先端部には、運動ベースが、その向きを前記第1アー
ムの運動に係わらず常時一定に保ちつつ支持され、かつ
運動ベースより先端側のアームはいずれも垂直な軸回り
に水平に回転自在とされている。更に、先端部材の垂直
な軸回りの向きも常時一定に保たれる。そのため、先端
部材の向きは、前記第1アームの運動に係わらず常時一
定に保たれ、その結果、アクチュエータが必要な制御軸
を、作業に最低必要な3軸にまで低減しても、作業が可
能である。
【0013】また、運動ベースより先端側のアームを駆
動するアクチュエータがいずれも第1アームの近傍に設
置可能で、かつ姿勢制御機構が第1アームに沿って設け
られているため、アーム全体の慣性モーメントが低下す
る。その結果、水平運動用アクチュエータの容量が小さ
くてすむ。
動するアクチュエータがいずれも第1アームの近傍に設
置可能で、かつ姿勢制御機構が第1アームに沿って設け
られているため、アーム全体の慣性モーメントが低下す
る。その結果、水平運動用アクチュエータの容量が小さ
くてすむ。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は、本発明の第1実施例に係るロボットの外
観を示すものである。符号1は固定ベース1で、この固
定ベース1は、天井または壁に取り付けられている。ま
た、固定ベース1には、第1アーム2の基端部が水平な
A軸(第1軸)回りに上下に揺動自在に取り付けられて
いる。
する。図1は、本発明の第1実施例に係るロボットの外
観を示すものである。符号1は固定ベース1で、この固
定ベース1は、天井または壁に取り付けられている。ま
た、固定ベース1には、第1アーム2の基端部が水平な
A軸(第1軸)回りに上下に揺動自在に取り付けられて
いる。
【0015】第1アーム2の先端部には、運動ベース3
が、A軸と平行な第2軸(図示せず。)回りに上下に揺
動自在に取り付けられており、かつ固定ベース1と運動
ベース3には、第1アーム2に沿って設けられたリンク
4の両端がそれぞれ回転可能に取り付けられている。
が、A軸と平行な第2軸(図示せず。)回りに上下に揺
動自在に取り付けられており、かつ固定ベース1と運動
ベース3には、第1アーム2に沿って設けられたリンク
4の両端がそれぞれ回転可能に取り付けられている。
【0016】運動ベース3には、第2アーム5の基端部
が垂直なB軸(第3軸)回りに水平回転自在に取り付け
られ、第2アーム5の先端部には、第3アーム6の基端
部がB軸に平行なC軸回りに水平回転自在に取り付けら
れている。第3アーム6の先端部にはリスト(先端部
材)7がB軸、C軸と平行なD軸回りに水平回転自在に
に取り付けられている。更に、リスト7には、D軸と直
交するE軸回りに回転可能な軸8が取り付けられてい
る。
が垂直なB軸(第3軸)回りに水平回転自在に取り付け
られ、第2アーム5の先端部には、第3アーム6の基端
部がB軸に平行なC軸回りに水平回転自在に取り付けら
れている。第3アーム6の先端部にはリスト(先端部
材)7がB軸、C軸と平行なD軸回りに水平回転自在に
に取り付けられている。更に、リスト7には、D軸と直
交するE軸回りに回転可能な軸8が取り付けられてい
る。
【0017】以下、本構造の詳細について説明する。固
定ベース1から運動ベース3の構造を図2に示す。固定
ベース1は底板1a,1b、側板1c,1d、内板1e
から構成され、側板1cには、A軸回りに回転するモー
タ9およびその出力軸の軸受(図示せず。)を内蔵した
減速機10が取り付けられている。モータ9はカバー1
1で覆われ、減速機10の出力軸には、第1アーム2の
基端部が固定されている。
定ベース1から運動ベース3の構造を図2に示す。固定
ベース1は底板1a,1b、側板1c,1d、内板1e
から構成され、側板1cには、A軸回りに回転するモー
タ9およびその出力軸の軸受(図示せず。)を内蔵した
減速機10が取り付けられている。モータ9はカバー1
1で覆われ、減速機10の出力軸には、第1アーム2の
基端部が固定されている。
【0018】第1アーム2の基端部には、減速機10と
の固定部の逆側にA軸と同軸をなす軸12が取り付けら
れており、軸12と第1アーム2の間には、シール部材
13が環装されている。軸12は側板1dに固定され、
かつ軸12は、側板1dに取り付けられたカバー84で
覆われている。また、第1アーム2の先端部には、運動
ベース3が、運動ベース3に固定されたA軸と平行な軸
15および軸受14を介して回転自在に取り付けられて
いる。更に、軸15と第1アーム2との間には、シール
部材16が環装されている。
の固定部の逆側にA軸と同軸をなす軸12が取り付けら
れており、軸12と第1アーム2の間には、シール部材
13が環装されている。軸12は側板1dに固定され、
かつ軸12は、側板1dに取り付けられたカバー84で
覆われている。また、第1アーム2の先端部には、運動
ベース3が、運動ベース3に固定されたA軸と平行な軸
15および軸受14を介して回転自在に取り付けられて
いる。更に、軸15と第1アーム2との間には、シール
部材16が環装されている。
【0019】固定ベース1の側板1d上には軸17が取
り付けられており、この軸17には、軸受18を介し
て、リンク4の一端が回転可能に取り付けられている。
一方、運動ベース3上には突起部3eを介して軸19が
取り付けられ、この軸19には、軸受20を介して、リ
ンク4の他端が回転可能に取り付けられている。すなわ
ち、本実施例の場合、固定ベース1、第1アーム2、運
動ベース3、およびリンク4は、図3に示すように平行
リンク機構(第一の姿勢制御機構)を構成している。
り付けられており、この軸17には、軸受18を介し
て、リンク4の一端が回転可能に取り付けられている。
一方、運動ベース3上には突起部3eを介して軸19が
取り付けられ、この軸19には、軸受20を介して、リ
ンク4の他端が回転可能に取り付けられている。すなわ
ち、本実施例の場合、固定ベース1、第1アーム2、運
動ベース3、およびリンク4は、図3に示すように平行
リンク機構(第一の姿勢制御機構)を構成している。
【0020】更に、図4を用いて、運動ベース3、第2
アーム5、第3アーム6、およびリスト7の構造を詳細
に説明する。運動ベース3は、上箱3a、下箱3c、上
箱3aと下箱3cとを仕切る中板3b、および突起部3
eで構成され、突起部3eには、軸19が取り付けられ
る。
アーム5、第3アーム6、およびリスト7の構造を詳細
に説明する。運動ベース3は、上箱3a、下箱3c、上
箱3aと下箱3cとを仕切る中板3b、および突起部3
eで構成され、突起部3eには、軸19が取り付けられ
る。
【0021】中板3Bには、減速機21を取り付けたブ
ラケット22が固定され、ブラケット22には、モータ
23が取り付けられ、上箱3aには、モータ23を覆う
ようにカバー24が取り付けられている。また、減速機
21の出力軸25はB軸と平行とされ、かつ出力軸25
には、円盤状のプーリ26が同軸をなすよう固定されて
いる。運動ベース3の下箱3cの下面には、第2アーム
5の基端部が固定された円筒状のプーリ28が、軸受2
7を介してB軸回りに回転自在に支持され、かつプーリ
26とプーリ28の間には、タイミングベルト29が巻
掛けられている。
ラケット22が固定され、ブラケット22には、モータ
23が取り付けられ、上箱3aには、モータ23を覆う
ようにカバー24が取り付けられている。また、減速機
21の出力軸25はB軸と平行とされ、かつ出力軸25
には、円盤状のプーリ26が同軸をなすよう固定されて
いる。運動ベース3の下箱3cの下面には、第2アーム
5の基端部が固定された円筒状のプーリ28が、軸受2
7を介してB軸回りに回転自在に支持され、かつプーリ
26とプーリ28の間には、タイミングベルト29が巻
掛けられている。
【0022】一方、運動ベース3の中板3bには、B軸
と同軸をなす円筒状のパイプ部材30の一端が固定さ
れ、パイプ部材30の中間には、円盤状のプーリ31が
同軸をなすよう固定されている。また、第2アーム5
は、上板5aと下板5bとで概略構成され、パイプ部材
30の他端と第2アーム5の下板5bの間には、シール
部材32が環装されている。
と同軸をなす円筒状のパイプ部材30の一端が固定さ
れ、パイプ部材30の中間には、円盤状のプーリ31が
同軸をなすよう固定されている。また、第2アーム5
は、上板5aと下板5bとで概略構成され、パイプ部材
30の他端と第2アーム5の下板5bの間には、シール
部材32が環装されている。
【0023】第2アーム5の下板5bには、モータ33
とモータ34がそれぞれの出力軸がいずれもB軸と平行
となるようそれぞれ固定され、モータ33,34は、カ
バー86で覆われている。更に、モータ33の出力軸8
5には、円盤状のプーリ35が、また、モータ34の出
力軸には、減速機36の入力軸37がそれぞれ同軸をな
すよう固定されている。減速機36は第2アーム5の上
板5aに固定され、減速機36の出力軸には、円盤状の
プーリ38が同軸をなすよう固定されている。
とモータ34がそれぞれの出力軸がいずれもB軸と平行
となるようそれぞれ固定され、モータ33,34は、カ
バー86で覆われている。更に、モータ33の出力軸8
5には、円盤状のプーリ35が、また、モータ34の出
力軸には、減速機36の入力軸37がそれぞれ同軸をな
すよう固定されている。減速機36は第2アーム5の上
板5aに固定され、減速機36の出力軸には、円盤状の
プーリ38が同軸をなすよう固定されている。
【0024】更に、図5に示すように、第2アーム5の
回転軸Bと第1アームの中心軸Eは第2アーム5の長手
方向(図中符号X)と直交する方向(図中符号Y)にH
だけずれている。また、第2アーム5の回転軸Bと、第
3アーム6用のプーリ38の回転軸Fおよびリスト7用
のプーリ35の回転軸Gとは、同じく図中Y方向にH´
ずれている。
回転軸Bと第1アームの中心軸Eは第2アーム5の長手
方向(図中符号X)と直交する方向(図中符号Y)にH
だけずれている。また、第2アーム5の回転軸Bと、第
3アーム6用のプーリ38の回転軸Fおよびリスト7用
のプーリ35の回転軸Gとは、同じく図中Y方向にH´
ずれている。
【0025】第2アーム5の下板5bの先端部には、円
筒状のパイプ部材40が軸受39によりC軸回りに回転
自在に支持されている。パイプ部材40の一端には、円
盤状のプーリ41が同軸をなすよう固定され、かつパイ
プ部材40の他端には第3アーム6の基端部が固定され
ている。更に、プーリ38とプーリ41との間には、タ
イミングベルト(巻掛け部材)42が巻掛けられてい
る。
筒状のパイプ部材40が軸受39によりC軸回りに回転
自在に支持されている。パイプ部材40の一端には、円
盤状のプーリ41が同軸をなすよう固定され、かつパイ
プ部材40の他端には第3アーム6の基端部が固定され
ている。更に、プーリ38とプーリ41との間には、タ
イミングベルト(巻掛け部材)42が巻掛けられてい
る。
【0026】また、第3アーム6は、上板6aと下板6
bとで概略構成され、かつ第2アーム5の上板5aの先
端部および第3アーム6の下板6bの基端部には、それ
ぞれ軸受43,44が設けられている。これら軸受4
3,44間には、C軸と同軸をなす軸45が、C軸回り
に回転自在に支持され、かつ軸45には、上方からプー
リ46、軸受47、軸受49、およびプーリ48がそれ
ぞれ同軸をなすよう固定されている。軸受47,49に
は、円筒状のパイプ部材50が、C軸回りに回転自在に
支持され、かつパイプ部材50の一端および他端には、
円盤状のプーリ51,52がそれぞれ同軸をなすよう固
定されている。更に、プーリ31とプーリ46、プーリ
35とプーリ51との間にはそれぞれタイミングベルト
(巻掛け部材)53、54が巻掛けられている。
bとで概略構成され、かつ第2アーム5の上板5aの先
端部および第3アーム6の下板6bの基端部には、それ
ぞれ軸受43,44が設けられている。これら軸受4
3,44間には、C軸と同軸をなす軸45が、C軸回り
に回転自在に支持され、かつ軸45には、上方からプー
リ46、軸受47、軸受49、およびプーリ48がそれ
ぞれ同軸をなすよう固定されている。軸受47,49に
は、円筒状のパイプ部材50が、C軸回りに回転自在に
支持され、かつパイプ部材50の一端および他端には、
円盤状のプーリ51,52がそれぞれ同軸をなすよう固
定されている。更に、プーリ31とプーリ46、プーリ
35とプーリ51との間にはそれぞれタイミングベルト
(巻掛け部材)53、54が巻掛けられている。
【0027】第3アーム6の下板6bの先端部には軸受
55が取り付けられ、軸受55には、円筒状のパイプ部
材56をD軸回りに回転自在に支持されている。また、
パイプ部材56の一端には円盤状のプーリ57が同軸を
なすよう固定され、かつパイプ部材56の他端には、リ
スト7が固定されている。
55が取り付けられ、軸受55には、円筒状のパイプ部
材56をD軸回りに回転自在に支持されている。また、
パイプ部材56の一端には円盤状のプーリ57が同軸を
なすよう固定され、かつパイプ部材56の他端には、リ
スト7が固定されている。
【0028】一方、第3アーム6の上板6aの先端部お
よびパイプ部材56の内周面にはそれぞれ軸受58,5
9が取り付けられ、これら軸受58,59により、C軸
と同軸をなす軸60が、C軸回りに回転自在に支持され
ている。更に、軸60の一端部および他端には、円盤状
のプーリ61とかさ歯車62がそれぞれ同軸をなすよう
固定され、かつプーリ48とプーリ57、プーリ52と
プーリ61との間にはそれぞれタイミングベルト(巻掛
け部材)63,64が巻掛けられている。
よびパイプ部材56の内周面にはそれぞれ軸受58,5
9が取り付けられ、これら軸受58,59により、C軸
と同軸をなす軸60が、C軸回りに回転自在に支持され
ている。更に、軸60の一端部および他端には、円盤状
のプーリ61とかさ歯車62がそれぞれ同軸をなすよう
固定され、かつプーリ48とプーリ57、プーリ52と
プーリ61との間にはそれぞれタイミングベルト(巻掛
け部材)63,64が巻掛けられている。
【0029】ここで、プーリ38,41とタイミングベ
ルト42、プーリ31,46とタイミングベルト53、
プーリ35,51とタイミングベルト54、プーリ4
8,57とタイミングベルト63、およびプーリ52,
61とタイミングベルト64とは、いずれも第2の姿勢
制御機構を構成している。
ルト42、プーリ31,46とタイミングベルト53、
プーリ35,51とタイミングベルト54、プーリ4
8,57とタイミングベルト63、およびプーリ52,
61とタイミングベルト64とは、いずれも第2の姿勢
制御機構を構成している。
【0030】リスト7の前部には軸受65が取り付けら
れ、この軸受65には、軸66がE軸回りに回転自在に
支持されている。また、軸66の一端には、かさ歯車6
2と噛み合うかさ歯車67が同軸をなすよう固定され、
かつ軸66の他端には、リスト7の前方に固定された減
速機68の入力軸(図示せず。)が取り付けられてい
る。ここで、各プーリ及び各かさ歯車の回転比は、いず
れも1:1である。
れ、この軸受65には、軸66がE軸回りに回転自在に
支持されている。また、軸66の一端には、かさ歯車6
2と噛み合うかさ歯車67が同軸をなすよう固定され、
かつ軸66の他端には、リスト7の前方に固定された減
速機68の入力軸(図示せず。)が取り付けられてい
る。ここで、各プーリ及び各かさ歯車の回転比は、いず
れも1:1である。
【0031】次に、上記構成を有するロボットの動作を
説明する。固定ベース1に固定されたモータ9の出力は
減速機10で減速され第1アーム2をA軸回りに駆動す
る。第1アーム2がA軸回りに運動すると第2アームの
先端部に取り付けられた運動ベース3は、リンク4の作
用により、固定ベース1に対して、A軸と平行な軸(水
平軸)回りに常時一定の姿勢を保ったまま運動する。
説明する。固定ベース1に固定されたモータ9の出力は
減速機10で減速され第1アーム2をA軸回りに駆動す
る。第1アーム2がA軸回りに運動すると第2アームの
先端部に取り付けられた運動ベース3は、リンク4の作
用により、固定ベース1に対して、A軸と平行な軸(水
平軸)回りに常時一定の姿勢を保ったまま運動する。
【0032】一方、モータ23の力は減速機21で減速
され、プーリ26、タイミングベルト29、プーリ28
を介して第2アーム5をB軸回りに駆動する。また、第
2アーム5に固定されたモータ34の出力は減速機36
で減速され、プーリ38、タイミングベルト42、プー
リ41、パイプ部材40を介して第3アーム6をC軸回
りに駆動する。
され、プーリ26、タイミングベルト29、プーリ28
を介して第2アーム5をB軸回りに駆動する。また、第
2アーム5に固定されたモータ34の出力は減速機36
で減速され、プーリ38、タイミングベルト42、プー
リ41、パイプ部材40を介して第3アーム6をC軸回
りに駆動する。
【0033】同様に、第2アーム5に固定されたモータ
33の出力はプーリ35、タイミングベルト34、プー
リ51、パイプ部材50、プーリ52、タイミングベル
ト64、プーリ61、軸60がかさ歯車62,67を介
してリスト7に伝達され、更にリスト7先端部の減速機
68で減速されて、塗装ガン69を取り付けたブラケッ
ト70をE軸回りに駆動する。
33の出力はプーリ35、タイミングベルト34、プー
リ51、パイプ部材50、プーリ52、タイミングベル
ト64、プーリ61、軸60がかさ歯車62,67を介
してリスト7に伝達され、更にリスト7先端部の減速機
68で減速されて、塗装ガン69を取り付けたブラケッ
ト70をE軸回りに駆動する。
【0034】ここで、リスト7は、運動ベース3と一体
のパイプ部材30に固定されたプーリ31、タイミング
ベルト53、プーリ46、プーリ48、タイミングベル
ト63、プーリ57、パイプ部材56の作用により、固
定ベース1に対して、D軸と平行な軸(垂直軸)回りに
常時一定の方向を向く。即ち、ブラケット70の回転軸
Dは、第2アーム5、第3アーム6の位置によらず常に
同じ方向を向くことになる。
のパイプ部材30に固定されたプーリ31、タイミング
ベルト53、プーリ46、プーリ48、タイミングベル
ト63、プーリ57、パイプ部材56の作用により、固
定ベース1に対して、D軸と平行な軸(垂直軸)回りに
常時一定の方向を向く。即ち、ブラケット70の回転軸
Dは、第2アーム5、第3アーム6の位置によらず常に
同じ方向を向くことになる。
【0035】よって、第1アーム2、第2アーム5、第
3アーム6の位置にかかわらず、塗装ガン69を常に同
じ方向に向けることが可能となる。そのため、図6に示
すように楕円形の噴出パターンを持つ塗装ガン69を使
って直線動作(図6中符号L2)で塗装作業をする場合
でもリスト7の補正動作が要らず、作業に最低必要な3
軸の制御軸(水平面上の作業では、2軸の制御軸)だけ
で塗装作業が可能である。また、図5中Y軸回りに傾い
た面に対しては、E軸回りの補正だけで対応可能であ
る。
3アーム6の位置にかかわらず、塗装ガン69を常に同
じ方向に向けることが可能となる。そのため、図6に示
すように楕円形の噴出パターンを持つ塗装ガン69を使
って直線動作(図6中符号L2)で塗装作業をする場合
でもリスト7の補正動作が要らず、作業に最低必要な3
軸の制御軸(水平面上の作業では、2軸の制御軸)だけ
で塗装作業が可能である。また、図5中Y軸回りに傾い
た面に対しては、E軸回りの補正だけで対応可能であ
る。
【0036】図7は、本発明の第2実施例を示すものあ
る。本実施例では、リンク4を用いて平行リンク機構を
形成して運動ベース3の姿勢を一定方向に保つのではな
く、平行リンク機構として、プーリとベルトとを用いて
いる。なお、以下の各実施例において、上記第一実施例
と同様の構成を有する部材については、同一の符号を賦
してその説明を省略する。
る。本実施例では、リンク4を用いて平行リンク機構を
形成して運動ベース3の姿勢を一定方向に保つのではな
く、平行リンク機構として、プーリとベルトとを用いて
いる。なお、以下の各実施例において、上記第一実施例
と同様の構成を有する部材については、同一の符号を賦
してその説明を省略する。
【0037】軸12の一端は側板1dに固定され、かつ
軸12の他端には、円盤状のプーリ72が同軸をなすよ
う取り付けられている。一方、一端が運動ベース3に固
定された軸15の他端には、円盤状のプーリ73が同軸
をなすよう取り付けられ、かつプーリ72とプーリ73
との間には、タイミングベルト74が巻掛けられてい
る。
軸12の他端には、円盤状のプーリ72が同軸をなすよ
う取り付けられている。一方、一端が運動ベース3に固
定された軸15の他端には、円盤状のプーリ73が同軸
をなすよう取り付けられ、かつプーリ72とプーリ73
との間には、タイミングベルト74が巻掛けられてい
る。
【0038】次に、上記構成を有するロボットの動作を
説明する。固定ベース1に固定されたモータ9の出力は
減速機10で減速されて第1アーム2をA軸回りに駆動
する。第1アーム2がA軸回りに運動すると、第1アー
ム2の先端部に取り付けられた運動ベース3は、固定ベ
ース1と一体の軸12に固定されたプーリ72、タイミ
ングベルト74、プーリ73の作用により、固定ベース
1に対して常に一定姿勢を保ったまま運動する。
説明する。固定ベース1に固定されたモータ9の出力は
減速機10で減速されて第1アーム2をA軸回りに駆動
する。第1アーム2がA軸回りに運動すると、第1アー
ム2の先端部に取り付けられた運動ベース3は、固定ベ
ース1と一体の軸12に固定されたプーリ72、タイミ
ングベルト74、プーリ73の作用により、固定ベース
1に対して常に一定姿勢を保ったまま運動する。
【0039】図8は、本発明の第3実施例を示すもので
ある。この実施例は、平行リンク機構として、かさ歯車
と軸とを用いた例である。
ある。この実施例は、平行リンク機構として、かさ歯車
と軸とを用いた例である。
【0040】軸12の一端は側板1dに固定され、かつ
軸12の他端には、かさ歯車75が同軸をなすよう取り
付けられている。更に、第1アーム2の内部には軸受7
6と77が取り付けられて軸78を支持し、かつ軸78
の両端には、かさ歯車79,80がそれぞれ固定されて
いる。一方、一端が運動ベース3に固定された軸15の
他端には、かさ歯車81が取り付けられている。そし
て、かさ歯車75とかさ歯車79、かさ歯車80とかさ
歯車81とは、それぞれ1:1の比で噛み合っている。
軸12の他端には、かさ歯車75が同軸をなすよう取り
付けられている。更に、第1アーム2の内部には軸受7
6と77が取り付けられて軸78を支持し、かつ軸78
の両端には、かさ歯車79,80がそれぞれ固定されて
いる。一方、一端が運動ベース3に固定された軸15の
他端には、かさ歯車81が取り付けられている。そし
て、かさ歯車75とかさ歯車79、かさ歯車80とかさ
歯車81とは、それぞれ1:1の比で噛み合っている。
【0041】次に、上記構成を有するロボットの動作を
説明する。固定ベース1に固定されたモータ9の出力は
減速機10で減速された第1アーム2をA軸回りに駆動
する。第1アーム2がA軸回りに運動すると、第2アー
ムの先端部に取り付けられた運動ベース3は、固定ベー
ス1と一体の軸12に固定されたかさ歯車75、かさ歯
車79、軸78、かさ歯車80、かさ歯車81の作用に
より、固定ベース1に対し一定姿勢を保ったまま運動す
る。
説明する。固定ベース1に固定されたモータ9の出力は
減速機10で減速された第1アーム2をA軸回りに駆動
する。第1アーム2がA軸回りに運動すると、第2アー
ムの先端部に取り付けられた運動ベース3は、固定ベー
ス1と一体の軸12に固定されたかさ歯車75、かさ歯
車79、軸78、かさ歯車80、かさ歯車81の作用に
より、固定ベース1に対し一定姿勢を保ったまま運動す
る。
【0042】更に、図9は、本発明の他の実施例を示す
ものである。第1実施例では、運動ベース3の中板3b
にはパイプ部材30の一端が固定されていたが、本実施
例では、運動ベース3の中板3bにロータリーアクチュ
エータ82が固定されている。そして、このロータリー
アクチュエータ82の出力軸に、パイプ部材30が取り
付けられている。
ものである。第1実施例では、運動ベース3の中板3b
にはパイプ部材30の一端が固定されていたが、本実施
例では、運動ベース3の中板3bにロータリーアクチュ
エータ82が固定されている。そして、このロータリー
アクチュエータ82の出力軸に、パイプ部材30が取り
付けられている。
【0043】上記構成を有するロボットの動作を以下に
説明する。第1実施例との違いは、リスト7が、運動ベ
ース3と一体のロータリーアクチュエータ82に固定さ
れたパイプ部材30、プーリ31、タイミングベルト5
3、プーリ46、プーリ48、タイミングベルト63、
プーリ57、パイプ部材56の作用で固定ベース1に対
して常に一定方向を向く点である。
説明する。第1実施例との違いは、リスト7が、運動ベ
ース3と一体のロータリーアクチュエータ82に固定さ
れたパイプ部材30、プーリ31、タイミングベルト5
3、プーリ46、プーリ48、タイミングベルト63、
プーリ57、パイプ部材56の作用で固定ベース1に対
して常に一定方向を向く点である。
【0044】すなわち、ブラケット70の回転軸Dは、
第2アーム5、第3アーム6の位置によらず常に同じ方
向を向くことになる。また、ロータリーアクチュエータ
82が90゜回転することにより、リスト7がD軸まわ
りに90゜回転する。そのため、図6に示すように、楕
円形の噴出パターンを持つ塗装ガン69を使って、例え
ば図6中符号L1で示すような直線動作、または、図6
中符号L2で示すような直線動作で塗装作業を行う場合
でも、リスト7の補正動作が不要となる。
第2アーム5、第3アーム6の位置によらず常に同じ方
向を向くことになる。また、ロータリーアクチュエータ
82が90゜回転することにより、リスト7がD軸まわ
りに90゜回転する。そのため、図6に示すように、楕
円形の噴出パターンを持つ塗装ガン69を使って、例え
ば図6中符号L1で示すような直線動作、または、図6
中符号L2で示すような直線動作で塗装作業を行う場合
でも、リスト7の補正動作が不要となる。
【0045】このように、本発明によれば、作業に最低
必要な3軸の制御軸(水平面上の作業では、2軸の制御
軸)だけで塗装作業が可能となる。また、運動ベース3
より先端側のアーム5,6を駆動するモータ23,3
3,34またはアクチュエータ82がいずれも第1アー
ム2の近傍(具体的には運動ベース3内および第2アー
ム5内)に設置可能で、かつ平行リンク機構が第1アー
ムに沿って設けられているため、アーム全体の慣性モー
メントが低下する。従って、水平運動用のモータ23お
よび上下運動用のモータ9の容量を小さくできる。更
に、軸数が少なくて良いので、軽量化も可能となる他、
水平面に対して広い動作範囲がとれるという効果もあ
る。
必要な3軸の制御軸(水平面上の作業では、2軸の制御
軸)だけで塗装作業が可能となる。また、運動ベース3
より先端側のアーム5,6を駆動するモータ23,3
3,34またはアクチュエータ82がいずれも第1アー
ム2の近傍(具体的には運動ベース3内および第2アー
ム5内)に設置可能で、かつ平行リンク機構が第1アー
ムに沿って設けられているため、アーム全体の慣性モー
メントが低下する。従って、水平運動用のモータ23お
よび上下運動用のモータ9の容量を小さくできる。更
に、軸数が少なくて良いので、軽量化も可能となる他、
水平面に対して広い動作範囲がとれるという効果もあ
る。
【0046】しかも、第1実施例および第3実施例によ
れば、平行リンク機構にリンク4または軸78が使用さ
れているため平行リンク機構の剛性が高く、特に、第1
実施例によれば、第1アーム2の外部にリンク4がある
ので組立性がよく、かつリンク機構なのでがたがないと
いう効果が得られる。また、第2アーム5の回転軸B、
第3アーム6用の回転軸F、リスト7用の回転軸Gが互
いにずれているため、B軸回りの回転軸に中空軸を使用
すれば、第3アーム6およびリスト7駆動用のモータ3
3,34への配線がし易く、かつタイミングベルト4
2,53,54の交換がし易いという効果が得られる。
れば、平行リンク機構にリンク4または軸78が使用さ
れているため平行リンク機構の剛性が高く、特に、第1
実施例によれば、第1アーム2の外部にリンク4がある
ので組立性がよく、かつリンク機構なのでがたがないと
いう効果が得られる。また、第2アーム5の回転軸B、
第3アーム6用の回転軸F、リスト7用の回転軸Gが互
いにずれているため、B軸回りの回転軸に中空軸を使用
すれば、第3アーム6およびリスト7駆動用のモータ3
3,34への配線がし易く、かつタイミングベルト4
2,53,54の交換がし易いという効果が得られる。
【0047】一方、第2実施例によれば、平行リンク機
構としてタイミングベルト74を使用するため部品点数
が少なく軽量で、かつコストが安いという効果が得られ
る。
構としてタイミングベルト74を使用するため部品点数
が少なく軽量で、かつコストが安いという効果が得られ
る。
【0048】更に、第4の実施例によれば、縦横どちら
からも塗装可能であるため、塗装中におけるワークの配
置換えの必要がなく、作業効率が大幅に向上する。
からも塗装可能であるため、塗装中におけるワークの配
置換えの必要がなく、作業効率が大幅に向上する。
【0049】しかも、上記第1ないし第4の実施例にお
いては、各回転部がいずれもシールされ、かつアーム機
構を構成する各部材の中空部(図中符号1f,2f,3
f,11f,24f,30f,84f,86f)が連通
している。そのため、例えばモータや配線の周囲に保護
気体を満たす内圧防爆方式のロボットや、逆に、アーム
機構内部の圧力を下げるクリーンルーム用ロボット等に
も容易に適用可能である。
いては、各回転部がいずれもシールされ、かつアーム機
構を構成する各部材の中空部(図中符号1f,2f,3
f,11f,24f,30f,84f,86f)が連通
している。そのため、例えばモータや配線の周囲に保護
気体を満たす内圧防爆方式のロボットや、逆に、アーム
機構内部の圧力を下げるクリーンルーム用ロボット等に
も容易に適用可能である。
【0050】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、先
端に取り付けられた部材を固定ベースに対して常時一定
姿勢を保ったまま運動させるロボットにおいて、作業に
最低必要な制御軸だけで塗装作業が可能となるため、制
御軸の軸数を減少させることができる。しかも、水平運
動用のアクチュエータの容量を小さくすることもできる
ため、ロボットの更なる軽量化と低コスト化が可能とな
る。
端に取り付けられた部材を固定ベースに対して常時一定
姿勢を保ったまま運動させるロボットにおいて、作業に
最低必要な制御軸だけで塗装作業が可能となるため、制
御軸の軸数を減少させることができる。しかも、水平運
動用のアクチュエータの容量を小さくすることもできる
ため、ロボットの更なる軽量化と低コスト化が可能とな
る。
【図1】本発明の第1実施例を示すロボットの外観図で
ある。
ある。
【図2】本発明の第1実施例に係るロボットの固定ベー
スから運動ベースまでの構造の例の例を示す断面図であ
る。
スから運動ベースまでの構造の例の例を示す断面図であ
る。
【図3】図2に示す部分の側面図である。
【図4】本発明の第1実施例に係るロボットの運動ベー
スからリストまでの構造の例の例を示す断面図である。
スからリストまでの構造の例の例を示す断面図である。
【図5】図4に示す第2アームの水平面に沿った断面図
である。
である。
【図6】本発明に係るロボットによる作業図である。
【図7】本発明の第2実施例に係るロボットの固定ベー
スから運動ベースまでの構造の例の例を示す断面図であ
る。
スから運動ベースまでの構造の例の例を示す断面図であ
る。
【図8】本発明の第3実施例に係るロボットの固定ベー
スから運動ベースまでの構造の例の例を示す断面図であ
る。
スから運動ベースまでの構造の例の例を示す断面図であ
る。
【図9】本発明の第4実施例に係るロボットの運動ベー
スからリストまでの構造の例の例を示す断面図である。
スからリストまでの構造の例の例を示す断面図である。
【図10】従来のロボットの例を示すロボットの外観図
である。
である。
1 固定ベース 2 第1アーム 3 運動ベース 4 リンク 5 第2アーム 6 第3アーム 7 リスト 8 軸
Claims (5)
- 【請求項1】 固定ベースと、この固定ベースに、水平
な第1軸回りに上下に揺動自在に支持された第1アーム
と、この第1アームの先端部に、前記第1軸と平行な第
2軸回りに上下に揺動自在に支持された運動ベースと、
この運動ベースに、垂直な第3軸回りに水平回転自在に
支持された第2アームと、この第2アームの先端側に、
垂直な軸回りに水平回転自在とされた少なくとも1基の
アームを介して支持された先端部材とを有し、 前記運動ベースの水平な軸回りの向きを前記第1アーム
の運動に係わらず常時一定に保つ第1の姿勢制御機構
を、前記固定ベースと前記運動ベースとの間に前記第1
アームに沿って設けたことを特徴とするロボットのアー
ム機構。 - 【請求項2】 前記第1の姿勢制御機構が、前記固定ベ
ースと、前記運動ベースと、前記固定ベースと前記運動
ベースとに両端をそれぞれ揺動自在に支持されたリンク
と、前記第1アームとから形成される平行リンク機構で
あることを特徴とする請求項1記載のロボットのアーム
機構。 - 【請求項3】 前記第2アームおよびその先端部に設け
られた少なくとも1基のアームの運動に係わらず、前記
先端部材の垂直な軸回りの向きを常時一定に保つ第2の
姿勢制御機構を、前記第2アームおよびその先端部に設
けられた前記少なくとも1基のアームに沿って設けたこ
とを特徴とする請求項1または2記載のロボットのアー
ム機構。 - 【請求項4】 前記第2の姿勢制御機構が、前記運動ベ
ースに固定されたプーリと、前記第2アームの先端部に
設けられた前記少なくとも1基のアームの揺動軸回りに
揺動自在に設けられたプーリと、これらのプーリ間にそ
れぞれ巻掛けられた巻掛け部材とからなることを特徴と
する請求項3記載のロボットのアーム機構。 - 【請求項5】 前記第3軸と前記少なくとも1基のアー
ム駆動用のアクチュエータの軸とが、前記第2アーム基
端部の、互いに水平方向に所定幅だけずれた位置に設け
られていることを特徴とする請求項1,2,3または4
記載のロボットのアーム機構。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9896794A JPH07308876A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | ロボットのアーム機構 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9896794A JPH07308876A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | ロボットのアーム機構 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07308876A true JPH07308876A (ja) | 1995-11-28 |
Family
ID=14233839
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9896794A Pending JPH07308876A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | ロボットのアーム機構 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH07308876A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004535072A (ja) * | 2001-07-13 | 2004-11-18 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 独立多エンドエフェクタを備えた基板移送装置 |
JP2007044838A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Toshiba Mach Co Ltd | 産業用ロボット |
JP2007044839A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Toshiba Mach Co Ltd | 産業用ロボット |
JP2007044840A (ja) * | 2005-08-11 | 2007-02-22 | Toshiba Mach Co Ltd | 産業用ロボット |
JP2008200813A (ja) * | 2007-02-21 | 2008-09-04 | Kyoto Univ | 二足歩行ロボット |
JP2008213060A (ja) * | 2007-03-01 | 2008-09-18 | Honda Motor Co Ltd | 多関節ロボット |
JP2010531739A (ja) * | 2007-04-06 | 2010-09-30 | ブルックス オートメーション インコーポレイテッド | 複数の独立可動関節アームを伴う基板搬送装置 |
KR200474862Y1 (ko) * | 2012-04-10 | 2014-10-22 | 마케 에스에이에스 | 위치 조절 가능한 부하 지지 암, 부하 현수 장치 |
CN105090404A (zh) * | 2015-08-28 | 2015-11-25 | 郑州飞机装备有限责任公司 | 异面双摆杆空间传动机构 |
JP2018012165A (ja) * | 2016-07-21 | 2018-01-25 | ファナック株式会社 | 搬送用ロボット |
CN108635046A (zh) * | 2018-04-26 | 2018-10-12 | 沈阳通用机器人技术股份有限公司 | 微创手术机器人悬挂定位定姿机械臂 |
EP3415282A1 (en) * | 2017-06-14 | 2018-12-19 | Aida Engineering, Ltd. | Workpiece conveying apparatus for a pressing machine |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP9896794A patent/JPH07308876A/ja active Pending
Cited By (21)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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