JPS5871092A - Robot arm - Google Patents
Robot armInfo
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- JPS5871092A JPS5871092A JP16719681A JP16719681A JPS5871092A JP S5871092 A JPS5871092 A JP S5871092A JP 16719681 A JP16719681 A JP 16719681A JP 16719681 A JP16719681 A JP 16719681A JP S5871092 A JPS5871092 A JP S5871092A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- link member
- universal joint
- link
- robot arm
- holding frame
- 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.)
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、アームを構成する手首部が3次元空間内で駆
動変位し得るロボットアームに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a robot arm in which a wrist portion constituting the arm can be driven and displaced within a three-dimensional space.
近年の工業用ロボットのロボットアームにおいては1例
えば自動車の車体部品の溶接および塗装作業を可能にす
るために、その先端が人間の手首のようにフレキシビリ
ティに富んでいるものが要求されている。この要求を満
たすロボットアームとしては1例えば881g352−
111158号公報に記載されている。゛
この種々のロボットアームは、鎖状に連接された複数個
のリンクを備えておシ、各リンクの隣接する端部は2つ
の曲線状の面の接合によって連結されている。このため
、アームを構成するリンクの傾動時に、この曲面状の接
合部では滑り、ガタなどの位置ずれが生じる。この位置
ずれは複数個のリンクの傾動に伴って加算され、アーム
の先端に伝、達される。従って、アームの先端は所定の
位置に対して累積した位置ずれ量をもって移動されるこ
とになる。このようなアーム先端の位置ずれはアーム先
端の位置精度を高く保たなければならない作業にとって
は、所定の作業が実行されず。2. Description of the Related Art In recent years, the robot arm of industrial robots is required to have a tip that is as flexible as a human wrist, in order to enable, for example, welding and painting of automobile body parts. A robot arm that meets this requirement is 1, for example, 881g352-
It is described in No. 111158. ``These various robot arms include a plurality of links connected in a chain, and adjacent ends of each link are connected by joining two curved surfaces. Therefore, when the links constituting the arm tilt, positional deviations such as slipping and rattling occur at this curved joint. This positional deviation is added together with the tilting of the plurality of links, and is transmitted and reached to the tip of the arm. Therefore, the tip of the arm is moved with an accumulated amount of positional deviation with respect to a predetermined position. Such a positional shift of the arm tip prevents a predetermined task from being executed, which requires maintaining high positional accuracy of the arm tip.
好ましいものではない。Not desirable.
本発明は上述の事柄にもとづいてなされたもので、アー
ムの傾動時に位置ずれを生じないロボットアームを提供
することを目的とする。The present invention has been made based on the above-mentioned matters, and an object of the present invention is to provide a robot arm that does not cause positional deviation when the arm is tilted.
本発明は上述の目的を達成するために、鎖状に結合され
た複数個のリンク部材の隣接する端部同志を1点対偶お
よびすベシ対偶をもつ手段によって連結し、この部分で
生じていた滑り、ガタなどの位置ずれを除去し得るよう
にしたものである。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention connects the adjacent ends of a plurality of link members connected in a chain by a means having a single point pair and a bevel pair. It is designed to eliminate misalignment such as slipping and rattling.
以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図は本発明のロボットアームの一実施例を示すもの
で1図において、1は保持枠、2は軸受3によって保持
枠1に回転可能に支持された回転軸である。この回転軸
2は回転駆動手段(図示せず)に連結されている。保持
枠1は上下動および旋回する部材(図示せず)に装着さ
れている。回転軸2にはロボットアームの手首部Wが装
設されておシ、この手首部Wの先端には塗装ガンなどの
操作具が取付けられる宇部Hが連接されている。FIG. 1 shows an embodiment of the robot arm of the present invention. In FIG. 1, 1 is a holding frame, and 2 is a rotating shaft rotatably supported by the holding frame 1 through a bearing 3. In FIG. This rotating shaft 2 is connected to rotational drive means (not shown). The holding frame 1 is attached to a member (not shown) that moves up and down and rotates. A wrist portion W of a robot arm is mounted on the rotating shaft 2, and a Ube H to which an operating tool such as a painting gun is attached is connected to the tip of the wrist portion W.
手首部Wは保持枠1から宇部Hに向って鎖状に連結され
た第1のリンク部材4.第2のリンク部材5、第3のリ
ンク部材6および第4のリンク部材7を備えている。第
1のリンク部材4の一方端はビン8によって第1のリン
グ9に固定されている。The wrist portion W includes a first link member 4 connected in a chain from the holding frame 1 toward the Ube H. It includes a second link member 5, a third link member 6, and a fourth link member 7. One end of the first link member 4 is fixed to the first ring 9 by a pin 8.
第1のリング9は自在継手10によって回転軸2に連結
されている。また第1のリング9はこれにその回転を許
容し得るように連結した駆動部材11とこれに連結した
2個のアクチュエータ12a。The first ring 9 is connected to the rotating shaft 2 by a universal joint 10 . Further, the first ring 9 has a driving member 11 connected thereto so as to allow its rotation, and two actuators 12a connected thereto.
12bとによって自在継手10のピン軸10a。12b and the pin shaft 10a of the universal joint 10.
10b回シに傾動することができる。第1のリンク部材
4の他方端と第2のリンク部材5の一方端との重なシ合
う部分は、第2のリング13と自在継手ビン軸14a、
14bとによって連結されている。第2のリンク部材5
の他方端と第3のリンク部材6の一方端゛との重なシ合
う部分は第3のリング15と自在継手ピン軸16a、1
6bとによって連結されている。また同様に、第3のリ
ンク部材6の他方端と第4のリンク部材7の一方端との
重なシ合う部分は、第4のリング17と自在継手ピン軸
18M、18bとによって連結されている。第4のリン
ク部材7の他方端は宇部Hに連結している。回転軸2の
端部とこれに対向する第2のリンク部材5とは應対偶の
働きをなす第1の自在継手19とすペシ対偶の働きをな
す第1のすペシ軸受20とによって連結されている。第
1のリンク部材4と第3のリンク部材6との対向する部
分は、第2の自在継手21と第2のすベシ軸受22とK
よって連結されている。また同様に第2のリンク部材5
と第4のリンク部材7との対向する部分は、第3の自在
継手23と第3のすベシ軸受24とによって連結されて
いる。前述した第1゜第2および第3の自在継手19,
21.23+−1この例では十字ピン軸を持つ形式のも
のを用いているが、他の形式のものでもよい。また、第
1.第2および第3のすベシ軸受20,22.24はこ
の例では回転力を伝達する関係上、軸線方向の移動およ
び回転を可能とするように、角形軸部材とこれを案内す
る軸受体とで構成したが、例えばスプライン、セレーシ
ョンなどQ結合も可能である。It can be tilted 10b times. The overlapping portion of the other end of the first link member 4 and one end of the second link member 5 includes the second ring 13 and the universal joint pin shaft 14a,
14b. Second link member 5
The overlapping portion of the other end of the link member 6 and the one end of the third link member 6 is the third ring 15 and the universal joint pin shaft 16a, 1
6b. Similarly, the overlapping portion of the other end of the third link member 6 and one end of the fourth link member 7 is connected by the fourth ring 17 and the universal joint pin shafts 18M and 18b. There is. The other end of the fourth link member 7 is connected to the Ube H. The end of the rotating shaft 2 and the second link member 5 opposite thereto are connected by a first universal joint 19 that functions as a pair and a first universal bearing 20 that functions as a pair. ing. The opposing portions of the first link member 4 and the third link member 6 are connected to the second universal joint 21, the second universal bearing 22, and the K
Therefore, they are connected. Similarly, the second link member 5
The opposing portions of the third link member 7 and the fourth link member 7 are connected by a third universal joint 23 and a third sliding bearing 24 . The aforementioned first, second and third universal joints 19,
21.23+-1 In this example, a type with a cross pin shaft is used, but other types may be used. Also, 1st. In this example, the second and third horizontal bearings 20, 22, 24 are constructed of a rectangular shaft member and a bearing body that guides it so as to enable movement and rotation in the axial direction in order to transmit rotational force. However, Q-joints such as splines and serrations are also possible.
前述した第1.第2および第3の自在継手19゜21.
23と第1.第2および第3のすべり軸受20.22.
24は手首部Wの屈曲動作時における各リンク部材間の
角度伝達に際して位置ずれを生じないような機咋を発揮
する。The above-mentioned 1. Second and third universal joints 19°21.
23 and 1st. Second and third plain bearings 20.22.
24 exhibits a mechanism that prevents positional deviations from occurring during angular transmission between the respective link members during the bending motion of the wrist portion W.
次に上述した本発明のロボットアームの実施例の動作を
、第1図および第2図を用いて説明する。Next, the operation of the embodiment of the robot arm of the present invention described above will be explained using FIGS. 1 and 2.
第1図に示すように、宇部Hの軸線が回転軸2の軸線に
一致している状態において、第1図に示すアクチュエー
タ12B、12bによって、第1のリング9を自在継手
10のビン軸10a回シに傾動させ、その傾動角度を第
2図に示すように角度α1をもって傾動させた場合、第
1のリング9と第1のリンク部材4とは固定連結されて
いるので、第1のリンク部材4は回転軸2の軸線に対し
て前述し起電1のリング9の傾動角度α1と同一の角度
α、をもって傾動する。この第1のリンク部材4の角度
α1の傾動によシ、第2のリンク部材5は第1のリンク
部材4の傾動によシ第1の自在継手9を支点として反時
計方向に第1のリンク部材4に対して角度β、をもって
傾動する。したがって第2のリンク部材5は第1のリン
グ9の角度α、の傾動によシ、回転軸2の軸線に対して
角度α、+β、だけ傾動する。さらに、第2のリンク部
材5は第3のリンク部材6を介して第4のリンク部材7
に連接されているので、第3のリンク部材6は第2のリ
ンク部材5に対して角度α、をもって傾動し、第4のリ
ンク部材7は第3のリンク部材6に対して角度β、をも
って傾動する。この結果、平部Hの軸線は回転軸2の軸
線に対して最終的に角度α1+β1+α、+β、だけ傾
動することになる。この実施例ではピン8.第1の1自
在継手19および自在継手ピン軸14Mによって得られ
る三角形と、自在継手ピン軸14a、第2の自在継手2
2および自在継手ピン軸16aによって得られる三角形
と、自在継手ピン軸16a。As shown in FIG. 1, in a state where the axis of the ube H is aligned with the axis of the rotating shaft 2, the actuators 12B and 12b shown in FIG. When the first ring 9 and the first link member 4 are fixedly connected, when the first ring 9 and the first link member 4 are fixedly connected, the first link The member 4 tilts at the same angle α1 as the tilt angle α1 of the ring 9 of the electromotive force 1 described above with respect to the axis of the rotating shaft 2. By tilting the first link member 4 at an angle α1, the second link member 5 moves counterclockwise around the first universal joint 9 as a fulcrum. It tilts at an angle β with respect to the link member 4. Therefore, the second link member 5 is tilted by an angle α, +β with respect to the axis of the rotary shaft 2 due to the tilting of the first ring 9 by an angle α. Further, the second link member 5 is connected to the fourth link member 7 via the third link member 6.
, the third link member 6 tilts at an angle α with respect to the second link member 5, and the fourth link member 7 tilts at an angle β with respect to the third link member 6. tilt. As a result, the axis of the flat portion H is finally tilted by an angle α1+β1+α, +β with respect to the axis of the rotating shaft 2. In this example, pin 8. A triangle obtained by the first universal joint 19 and the universal joint pin shaft 14M, the universal joint pin shaft 14a, and the second universal joint 2
2 and the triangle obtained by the universal joint pin axis 16a, and the universal joint pin axis 16a.
第3の自在継手23および自在継手ピン軸1811によ
って得られる三角形とは幾何学的に同一に形成したので
、角度α3.α、およびα、は同一角度であシ%また角
度β8.β、およびβ、は同一角度である。このため1
平部Hの回転軸2に対する傾動角α、+β、+α、+β
、は、2(α、+β1)となる、いまC11−2QO、
β、=300とすると1平部Hの傾転角は1000とな
る。Since the triangles obtained by the third universal joint 23 and the universal joint pin shaft 1811 are formed to be geometrically the same, the angle α3. α and α are the same angle, and the angle β8. β and β are the same angle. For this reason 1
Tilt angle α, +β, +α, +β of flat part H with respect to rotation axis 2
, becomes 2(α, +β1), now C11-2QO,
When β=300, the tilt angle of one flat portion H is 1000.
前述したように、各リンク部材4〜7の傾動によって得
られる三角形の底辺、すなわちピン8と自在継手ピン軸
11との距離、自在継手ピン軸141と自在継手ピン軸
161との距離および自在継手ピン軸1651と自在継
手ピン軸182との距離はそれぞれ互いに等しい一定の
長さに設定されている。そして各リンク部材4〜7が第
1図に示すように一直線上に位置しているときに社、第
1、第2および第3の自在継手19,21.23と第1
.第2および第3のすベシ軸受20,22゜24は同様
に同一線上に位置しているが、第2図に示すように各リ
ンク部材4〜7が傾動する場合。As mentioned above, the base of the triangle obtained by tilting each link member 4 to 7, that is, the distance between the pin 8 and the universal joint pin shaft 11, the distance between the universal joint pin shaft 141 and the universal joint pin shaft 161, and the universal joint The distances between the pin shaft 1651 and the universal joint pin shaft 182 are set to equal constant lengths. When each link member 4 to 7 is positioned in a straight line as shown in FIG.
.. The second and third sliding bearings 20, 22, 24 are similarly located on the same line, but each link member 4-7 is tilted as shown in FIG.
回転軸2および各リンク部材4〜5との連結部である自
在継手19,21.23によシ、前述した各リンク部材
4〜7の傾動が許されるが、回転軸2、第2のリンク部
材5および第3のリンク部材6の軸線方向の長さが不足
することになる。この軸線方向の長さの不足はそれぞれ
第1.第2および第3のすベシ軸受20,22.24に
よって補うことができる。とのすぺ夛軸受20,22゜
24および自在継手19121.23によって各リンク
部材4〜7および回転軸2を枢動可能に連結することに
よって、各リンク部材4〜7の傾動角度を位置ずれを生
じることなく確実に伝えることができると共に、各リン
ク部材4〜7間の傾動角度・の範囲を大きくヂることか
できる。The above-mentioned tilting of each of the link members 4 to 7 is allowed by the universal joints 19, 21.23, which are connection parts between the rotation shaft 2 and each of the link members 4 to 5, but the rotation shaft 2 and the second link The lengths of the member 5 and the third link member 6 in the axial direction become insufficient. This lack of length in the axial direction is the first. This can be supplemented by a second and third flat bearing 20, 22.24. By pivotally connecting each link member 4 to 7 and the rotating shaft 2 with a pair of bearings 20, 22° 24 and a universal joint 19121.23, the tilting angle of each link member 4 to 7 can be shifted. It is possible to reliably transmit the information without causing any distortion, and it is also possible to greatly change the range of the tilt angle between each link member 4 to 7.
第2図に示す手首部Wの動作はある一平面内で平部Hを
傾動させるものであるが、第2図に示す状態において回
転軸2を回転させることによシ。The operation of the wrist portion W shown in FIG. 2 is to tilt the flat portion H within a certain plane, and this is achieved by rotating the rotating shaft 2 in the state shown in FIG.
平部Hを第2図に示す状態における軸線回りに回転させ
ることができる。これによシ、宇部口を3次元的に移動
させることができる。The flat portion H can be rotated around the axis in the state shown in FIG. This allows the Ube mouth to be moved three-dimensionally.
なお、上述の実施例において、傾転角度α、。In addition, in the above-mentioned example, the tilting angle α,.
β、は前述した三角形を形成する幾何学的な距離によっ
て決定されるので、この幾何学的な距離を変えることに
よって、各リンク部材4〜7の傾転角度、すなわち1手
首部Wの屈曲角度を所望に選択することができる。また
、平部Hと回転軸2との間に設けたリンク部材、リング
、自在継手およびすベシ軸受の組合せを、さらに増加す
ることにより、平部Hの回転軸2の軸線に対する屈曲角
度を大きくすることができる。Since β is determined by the geometric distance forming the triangle described above, by changing this geometric distance, the tilting angle of each link member 4 to 7, that is, the bending angle of one wrist portion W can be changed. can be selected as desired. In addition, by further increasing the number of combinations of link members, rings, universal joints, and sliding bearings provided between the flat part H and the rotating shaft 2, the bending angle of the flat part H with respect to the axis of the rotating shaft 2 can be increased. can do.
以上詳述したように1本発明によれば、ロボットアーム
のアーム側から加えられる傾動角入力を位置ずれを生じ
ることなく順次増幅して平部に伝達することができる。As described in detail above, according to one aspect of the present invention, the tilting angle input applied from the arm side of the robot arm can be sequentially amplified and transmitted to the flat portion without causing any positional deviation.
その結果、ロボットアームの宇部を精度良く移動させ、
かつ位置決めすることができるものである。As a result, the Ube of the robot arm can be moved with high precision,
and can be positioned.
第1図は本発明のロボットアームにおける手首部の一実
施例の構成を示す斜視図、第2図は第1図に示される本
発明のロボットアームにおける手首部の傾動動作を示す
平面図である。
1・・・保持枠、2・・・回転軸、4〜7・・・リンク
部材。
9,13115.17−IC//、1211 12b−
7クチユ工−タ% 141614b、16a。
16b、18m、18b−・・自在継手ビン軸、19゜
21.23・・・自在継手、20.22.24・・・す
べり軸受、W・・・手首部、H・・・平部。FIG. 1 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the wrist portion of the robot arm of the present invention, and FIG. 2 is a plan view showing the tilting motion of the wrist portion of the robot arm of the present invention shown in FIG. . DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Holding frame, 2... Rotating shaft, 4-7... Link member. 9,13115.17-IC//, 1211 12b-
7 Kuchyu-ta% 141614b, 16a. 16b, 18m, 18b--Universal joint pin shaft, 19°21.23--Universal joint, 20.22.24--Sliding bearing, W--Wrist part, H--Flat part.
Claims (1)
て、保持枠と、この保持枠に回転可能に支持され、かつ
回転駆動手段に連結した軸体と。 鎖状に連結された複数個のリンク部材と、このリンク部
6材間の重なシ合う部分を枢動可能に連結する自在継手
と、前記リンク部材における保持枠側に近接するリンク
部材と軸体とを枢動可能に連結する自在継手と、前記リ
ンク部材および回転軸の対向する端部を連結する点およ
びすミシ対偶手段と、前記保持枠側に最も近い自在継手
に連結され、かつリンク部材に傾動入力を加える傾動駆
動手段とを備えたことを特徴とするロボットアーム。 2 点およびすベシ対偶手段は、隣接する部材の端部を
枢動可能に連結する自在継手と、隣接する部材のいずれ
か一方に設けられたすベシ継手とで構成したことを特徴
とする特許請求の範囲第1項記載のロボットアーム。[Claims] 16. A robot arm having a large number of bending joints, including a holding frame and a shaft body rotatably supported by the holding frame and connected to rotational drive means. A plurality of link members connected in a chain, a universal joint that pivotally connects the overlapping parts of the link members 6, and a link member and a shaft adjacent to the holding frame side of the link members. a universal joint that pivotally connects the body, a point and a pair of coupling means that connects the opposite ends of the link member and the rotating shaft, and a link that is connected to the universal joint closest to the holding frame side, and A robot arm comprising a tilting drive means for applying a tilting input to a member. 2. A patent characterized in that the point and side coupling means is composed of a universal joint that pivotally connects the ends of adjacent members, and a side joint provided on either one of the adjacent members. A robot arm according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16719681A JPS5871092A (en) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | Robot arm |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16719681A JPS5871092A (en) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | Robot arm |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPS5871092A true JPS5871092A (en) | 1983-04-27 |
JPS615879B2 JPS615879B2 (en) | 1986-02-21 |
Family
ID=15845202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16719681A Granted JPS5871092A (en) | 1981-10-21 | 1981-10-21 | Robot arm |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPS5871092A (en) |
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