JPS59187491A - Automatic compensator in direction of sheave - Google Patents

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】 本発明は重力バランス装置用等のワイヤのターン部に用
いる回転シーブのシーブ面方向を、揺動するワイヤの方
向に合わせて自動的に補正する為の装置に関するもので
ある。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a device for automatically correcting the sheave surface direction of a rotating sheave used in a wire turn portion for a gravity balance device, etc., in accordance with the direction of a swinging wire. be.

例えば塗装用、溶接用等に用いる工業用ロボットの場合
、一般に第１図に示すように、垂直軸１の周りに旋回可
能の旋回台２Ｆに、垂直面内で揺動可能の垂直アーム３
を取り伺けると共に、この垂直アーム３の先端に上記垂
直面内に於いて揺動可能の水平アーム４を取り付り、こ
の垂直アーム４の先端に工具等を取り付けるだめの手首
部５を設けた所謂竪形構造となっているのが一般的であ
る。このような竪形の腕機構では、水平アーム４には垂
直方向の自由度のみがもっばら与−えられている為、ア
ームの垂直方向の動きは制限されているが水平面内に於
ける動きが比較的自由であるような作業対象に対しては
、作業の自由度が制限される場合が多い。このように横
方向、即ち水平方向には比較的自由度が取れるが垂泊方
向のＵＪきが制限される作業対象の例としては、例えば
水上ランナ、舶用プロペラ、ターヒンフレード等の加工
や自動車室内の塗装等があり、このような作業対象のよ
うに、狭隘な空間に対して腕機構のアプローチする方向
が制限された作業対象に対しては上記竪形の多関節腕機
構は非當に不便な場合が多い。For example, in the case of an industrial robot used for painting, welding, etc., as shown in FIG.
At the same time, a horizontal arm 4 that can swing in the vertical plane is attached to the tip of this vertical arm 3, and a wrist portion 5 for attaching tools, etc. is provided to the tip of this vertical arm 4. Generally, it has a so-called vertical structure. In such a vertical arm mechanism, since the horizontal arm 4 is given only the degree of freedom in the vertical direction, the movement of the arm in the vertical direction is restricted, but the movement in the horizontal plane is limited. The degree of freedom of work is often restricted for work objects for which there is relative freedom. Examples of work objects that have a relatively high degree of freedom in the lateral direction, but are restricted in vertical direction, include the processing of water runners, marine propellers, Tahinfled, etc., and the interior of automobiles. The above-mentioned vertical multi-joint arm mechanism is extremely inconvenient for work targets such as painting, etc., where the direction in which the arm mechanism approaches the narrow space is restricted. There are many cases.

その為本発明者らは上記垂直アーム３に相当する腕部分
を横方向に寝かせることにより水平方向の自由度の増大
を図った横形多関節腕機構を発明し既に出願した（特願
昭５’８−６３８０号）。Therefore, the inventors of the present invention have invented a horizontal multi-joint arm mechanism in which the degree of freedom in the horizontal direction is increased by laying down the arm portion corresponding to the vertical arm 3 laterally, and have already filed a patent application (Patent Application No. No. 8-6380).

このような横形の多関節腕機構の場合、腕部全体の重力
が腕機構の根元部分に作用せざるを得ない構造となる為
、このような回転モーメントを解消する為の構造として
腕部の中間に係着したワイヤによって腕部を回転しない
ように吊り上げる市カバランス機構が必要であり、而も
この重カッ＼ランス機構は腕の揺動運動に対応してワイ
ヤの長さを伸縮自在にしなければならない為ワイヤを−
１シーブ面で折曲させてテンション装置に巻き付けるよ
うにしているが、このような機構ではアームが揺動した
り旋回したりした時にワイヤの位置が変化し、シーブ面
を固定しているとワイヤがシーブから外れてしまうとい
う欠点がある。In the case of such a horizontal multi-joint arm mechanism, the gravity of the entire arm has to act on the base of the arm mechanism, so the structure of the arm is designed to eliminate such rotational moment. A cable balance mechanism is required to suspend the arm so that it does not rotate using a wire anchored in the middle, and this heavy coupling mechanism allows the length of the wire to be expanded and contracted in response to the swinging motion of the arm. The wire must be
The wire is bent at one sheave surface and wrapped around the tension device, but in such a mechanism, the wire position changes when the arm swings or turns, and when the sheave surface is fixed, the wire The disadvantage is that it may come off the sheave.

このような欠点は」−１記したような横形多関節機構に
限らずワイヤをシーブ面で折曲させ且つそのワイヤを揺
動させる必要がある場合には必ず住じるものであり、本
発明はこのような不都合を解消する為、ワイヤの揺動角
度に応じて回転シーブのシーブ面をワイヤの方向に一致
させるべく回転シーブをその取り付は軸の回りに回転駆
動するように成したもので、その要旨とする処は基台に
旋回可能に取り付けられた第１軸と、第１軸の端部に第
−軸を含む平面内において揺動可能に取り針目られた第
１アームと、基台に取り付けられた回転軸の軸端に取り
付げられた回転シーブと、第１アームに一端を連結され
、他端が回転シーブの周上を経てテンション装置に連結
されたワイヤとを有して成る第１アームに掛かった重力
をバランスさせる装置に於いて、−１−軸力１軸に固定
した第１１ボ動アームと、上記回転軸に取り付けた第２
揺りＪアームと、上記第１及び第２の揺動アームを連結
するコネクティングロッドとを有し、上記第１軸の回動
に応して回転軸に取り付けた回転シーブを回動さゼる如
くなした点である。These drawbacks are not limited to the horizontal multi-joint mechanism as described in ``-1'', but always occur in cases where it is necessary to bend the wire at the sheave surface and swing the wire. In order to eliminate this inconvenience, the rotating sheave is mounted so that it is driven to rotate around the shaft so that the sheave surface of the rotating sheave matches the direction of the wire according to the swing angle of the wire. The gist of this is that a first shaft is rotatably attached to a base, a first arm is provided with a pivot point at the end of the first shaft so as to be swingable in a plane containing the second shaft, It has a rotating sheave attached to the shaft end of a rotating shaft attached to a base, and a wire that has one end connected to the first arm and the other end connected to the tension device via the circumference of the rotating sheave. In a device for balancing the gravity applied to a first arm, the eleventh arm is fixed to one axis of -1-axis force, and the second arm is attached to the rotating shaft.
It has a swinging J-arm and a connecting rod that connects the first and second swinging arms, and rotates a rotating sheave attached to the rotating shaft in response to the rotation of the first shaft. This is the point I made.

続いて本発明を前記横形多関節腕機構に適用した丈施例
につき説明し、本発明の理解に供することとする。ここ
に第２図は上記横形多関節腕機構全体の斜視図、第３図
は第２図に示した腕機構全体の第１軸周りの回転モーメ
ントを解消する為のバランス装置の作動原理を示す概略
構成図、第４図は本発明の一実施例に係るシーブ方向の
自動補正装置全体の正面図、第５図は同側面図である。Next, a height example in which the present invention is applied to the horizontal multi-joint arm mechanism will be explained to provide an understanding of the present invention. Here, Fig. 2 is a perspective view of the entire horizontal multi-joint arm mechanism, and Fig. 3 shows the operating principle of a balance device for eliminating the rotational moment about the first axis of the entire arm mechanism shown in Fig. 2. A schematic configuration diagram, FIG. 4 is a front view of the entire sheave direction automatic correction device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a side view of the same.

続いてまず前記横形多関節１Ｉｉ４１ｉ機構の全体につ
いて概１略説明する。Next, the entire horizontal multi-joint 1Ii41i mechanism will be briefly explained.

第２図に於いて前記水平方向の第１軸１１を軸受２８に
よって旋回可能に支持する基台２９は、水平基台３０の
上面３１」−に該水平基台３０の軸方向に］ｉＩｉリノ
可能に支持された重信基台３２の垂直側面３３に沿って
垂直方向に摺動可能に支持されているごとにより水平方
向及び垂直方向に対して自在に位置決めされる。第１軸
１１に固定されたアーム３４の先端に設けた支点３５と
、基台２９十の支点３６とは両支点に対して揺動自在に
敗り付けた第１位置決め手段Ａによって連結されている
。この第１位置決め手段Ａ及び前記した第２及び第３位
置決め手段Ｔ３　、　Ｃ（（８Ｌ　Ｃは不図示）は夫々
油圧シリンダ、ホールネジ、その他の伸縮＋」Ｊ能で、
且つその伸縮量か正確に制御されるアクチュエータやモ
ータ等によって構成されている。従って第１位置決め手
段Ａの伸縮により第１軸１１が任意の旋回角度分だけ旋
回され、これに連結された第１アーム及び第２アームが
全体として第１！１！＋１１の回りにθ１の方向に旋回
する。In FIG. 2, a base 29 that rotatably supports the horizontal first shaft 11 by a bearing 28 is attached to the upper surface 31'' of the horizontal base 30 in the axial direction of the horizontal base 30. It is freely positioned in the horizontal and vertical directions by being supported so as to be slidable in the vertical direction along the vertical side surface 33 of the heavy trust base 32. A fulcrum 35 provided at the tip of an arm 34 fixed to the first shaft 11 and a fulcrum 36 of the base 290 are connected by a first positioning means A swingably attached to both fulcrums. There is. The first positioning means A and the second and third positioning means T3 and C (8L C not shown) are each equipped with a hydraulic cylinder, a hole screw, or other telescopic means,
In addition, it is composed of an actuator, a motor, etc. whose expansion/contraction amount is precisely controlled. Therefore, as the first positioning means A expands and contracts, the first shaft 11 is rotated by an arbitrary rotation angle, and the first arm and the second arm connected thereto become 1!1! as a whole. Turn around +11 in the direction of θ1.

第１軸１１の端部に該第１軸１１に対して一定角度傾斜
した状態で固着されたアームベース３フーヒには、前記
のように第１軸１１に対して直行するように支軸１２が
回動可能に取り付りられ“でいる。該支軸１２にば核皮
ＩＩＩＩＩ１１２を中心として揺りすＪ可能の前記第１
アーム１３の末端が固着されており、該第１アーム１３
の他端に旋回可能で且つｎＩＪ記支軸支軸２３行に取り
付げた支ｉ１ｉ＋ｂ　Ｉ　４に揺動自在に取り付けたリ
ンク２ｏの先端部に設げた支点２１と、前記アームベー
ス３７に固定された支点１８とは、前記した第１７−ム
１３に平行なリンク２２によって連結されており、支軸
１２の軸芯と第１軸１１の軸芯との交点２３と、前記支
点１８とを結ぶ線分が第１リンク２０に平行で、且つリ
ンク２２と第１アーム１３とが平行となるような平行リ
ンクが形成されている。更に第１リンク１３の中間に設
けた支点１７と了−ムヘ〜ス３７に固定された支点１６
とは、前記したようなホールネジ等よりなる第２位置決
め手段Ｂによって連結され、第２位置決め手段Ｂの伸縮
動作によゲて第１アーム１３が第１軸１１に対して揺動
する。The arm base 3, which is fixed to the end of the first shaft 11 at a certain angle with respect to the first shaft 11, has a support shaft 12 that is perpendicular to the first shaft 11 as described above. is rotatably attached to the support shaft 12.
The end of the arm 13 is fixed, and the first arm 13
A fulcrum 21 provided at the tip of a link 2o swingably attached to the support i1i+b I 4 which is rotatable at the other end and attached to the support shaft 23 row of nIJ, and The fulcrum 18 is connected by a link 22 parallel to the 17th arm 13 described above, and connects the fulcrum 18 to the intersection 23 of the axis of the support shaft 12 and the axis of the first shaft 11. A parallel link is formed such that the line segment is parallel to the first link 20 and the link 22 and the first arm 13 are parallel. Further, a fulcrum 17 provided in the middle of the first link 13 and a fulcrum 16 fixed to the end member 37
are connected by a second positioning means B made of a hole screw or the like as described above, and the first arm 13 swings with respect to the first shaft 11 as the second positioning means B expands and contracts.

前記第１アーム１３の先端には、該第１アームに対して
回転可能に取り付けた前記支軸１４を中心として揺動自
在の第２アーム１５が取り付けられており、この第２ア
ーム１５内には第２アーム１５の中間の図示せぬ支点と
前記第１リンク２０に対して位置を固定された図示せぬ
支点とを連結するボールネジ等よりなる第３位置決め手
段Ｃ（不図示）が内蔵され、この第３位置決め手段Ｃの
伸縮動作によって第２アーム１５が前記第１軸１１及び
第１アーム１３を含む第１平面内に於いてθ３の方向に
揺動運動する。前記リンク２０の角度は前記平行リンク
２２の存在によりか第１アーム１３の揺動角度によらず
常に第１軸１１に対して一定の角度に保持されるので、
第３位置決め手段Ｃの伸縮量に応じて第２アーム１５の
第１軸１１に対する揺動角度が一義的に決定される。A second arm 15 is attached to the tip of the first arm 13 and is swingable about the support shaft 14 which is rotatably attached to the first arm. has a built-in third positioning means C (not shown) made of a ball screw or the like that connects a fulcrum (not shown) in the middle of the second arm 15 and a fulcrum (not shown) whose position is fixed with respect to the first link 20. The second arm 15 swings in the direction of θ3 within the first plane including the first shaft 11 and the first arm 13 due to the expansion and contraction operation of the third positioning means C. The angle of the link 20 is always maintained at a constant angle with respect to the first axis 11 regardless of the existence of the parallel link 22 or the swing angle of the first arm 13.
Depending on the amount of expansion and contraction of the third positioning means C, the swing angle of the second arm 15 with respect to the first shaft 11 is uniquely determined.

又第２アーム１５内には更にその先端に設けたグライン
ダＧを有する手首部３８に第２アーム１５の軸芯の回り
に旋回運クリＪを起こさせる旋回駆・１すＪ機構か内蔵
されているか、これについては特に図示しノぶい。Further, inside the second arm 15, a turning drive/first J mechanism is built in which causes a turning movement J around the axis of the second arm 15 at the wrist portion 38 having a grinder G provided at the tip thereof. There is no particular illustration regarding this.

第２アーム１５の前記手首部３８とは反対例の末端部に
は、第１の重力バランス装置の一種であるカウンターウ
ェート３９が固着され、このカウンターウエート３９の
重力によって第１アーム１３の軸芯を境とした左右の化
カバランスが達成される。A counterweight 39, which is a type of first gravity balance device, is fixed to the end of the second arm 15 opposite to the wrist portion 38, and the gravity of the counterweight 39 causes the axis of the first arm 13 to A balance between the left and right sides is achieved.

このようにして構成された横形の腕機構の場合、第１ア
ーム１３及び第２アーム１５が第１軸１１に片持状に取
り付けられζいる為、これらの重量に対するバランス装
置を設けないと第１軸１１に大きな捩りトルりがかかり
、しめ）もこの）戻りトルクは第１アーム１３の垂直面
内及び水平面内における揺動による傾きによゲζ夫々変
動する為、これに対する重力バランス装置は特殊なもの
を採用する必要がある。このような機能を充足する為の
重力バランス装置を次に説明する。In the case of the horizontal arm mechanism configured in this way, since the first arm 13 and the second arm 15 are attached to the first shaft 11 in a cantilevered manner, the first arm 13 and the second arm 15 are attached to the first shaft 11 in a cantilevered manner. A large torsional torque is applied to the first shaft 11, and the return torque (return torque) varies depending on the tilt of the first arm 13 due to its swinging in the vertical plane and in the horizontal plane. It is necessary to adopt something special. A gravity balance device for fulfilling such functions will be explained next.

即ち第２図に於いて４０ばワイヤ４１を巻き掛けたドラ
ム４２と、このドラム４２にワイヤ４１を巻き込む方向
に回転力を付与する図示せぬ蔓巻きバネ等よりなる回転
力付与機構（不図示）とを有する張力付与装置で、基台
２９に取り付けられた回転軸４３に固着されており、ド
ラム４２に巻き掛けられたワイヤ４１ば、基台２９に回
動自在に取り付けた回転軸４３の先端に回転自在に取り
イ」りた回転ソーブ４４の周上を経て、該回転シーブ４
４で方向を変えて第１アーム１３の中間点に取り付りた
球面継手４５に係着された口・ノド４６の先端に回転自
在に取り伺けたシーブ４７に１８０度巻き付き、その末
端か前記回転円筒４３のθｊ、：ｊ部の固定点４８に固
着されているものである。That is, in FIG. 2, there is shown a drum 42 with a wire 41 wound around it, and a rotational force applying mechanism (not shown) consisting of a helical spring or the like (not shown) that applies a rotational force in the direction of winding the wire 41 around the drum 42. ), the wire 41 is fixed to a rotating shaft 43 attached to the base 29, and the wire 41 wound around the drum 42 is attached to the rotating shaft 43 rotatably attached to the base 29. The rotary sheave 4 passes around the circumference of the rotary sheave 44 which is rotatably installed at the tip.
4, the direction is changed at 4, and the sheave 47 is rotatably attached to the tip of the mouth/throat 46, which is attached to the spherical joint 45 attached to the intermediate point of the first arm 13. It is fixed to a fixed point 48 at the θj,:j portion of the rotating cylinder 43.

従ってドラム４２に作用する回転力はワイヤ４１に伝達
され、該ワイヤー４１の平行部４１“を回転シーブ４４
の方向に引っ張る為、この張力によってシーブ４７、ロ
ッド４６、球面継手４５を介して第１アーム１３が垂直
−ヒ方へ引き十げられ、上記球面継手４５の部分に作用
する第１アーム１３及び第２アーム１５、カウンターウ
エート３９等の自重による第１軸１１の回りの回転モー
メントが相殺される。Therefore, the rotational force acting on the drum 42 is transmitted to the wire 41, and the parallel portion 41'' of the wire 41 is transferred to the rotating sheave 44.
In order to pull in the direction of The rotation moment around the first shaft 11 due to the weight of the second arm 15, counterweight 39, etc. is canceled out.

ここで上記ワイヤ４１による市カバランス装置の原理に
付いて第３図を参照して説明する。今、球面継手４５が
第１アーム及び第２アームの合成された重心の位置に取
り付けられているものとし、第３図に示すように簡略化
の為に球面絹゛手４５の存在する点をＤで、回転シーブ
４５の存イ（、ｊｏる位置をＥで、第１軸１１と第１ア
ーム１３との各軸芯の交点２３をＦで表し、更にこれら
の間の距離ＤＢ＝ｆｆ、ＤＦ＝Ｒ，ＥＦ＝ａとし、且つ
点Ｆより直線ＤＥに下ろした垂線の長さをｈ、直線ＤＦ
と水平線にとのなす角度をθ、角度ＤＥＦをα、Ｄ点に
作用するワイヤの引張り力をＰ、ワイヤを引っ張る蔓巻
きバネ等の弾性係数をに、Ｄ点に作用する第１アーム及
び第２アームの合成された重力をＷとすると、第１軸１
１まわりの市カモーメントＭＷは Ｍｗ＝Ｗ　・Ｒｃｏｓθ−Ｗ　−ｆｆ５ｉｎ　ｃｘ−（
１）で表され、ワイヤ４１が引き１−げる力によって作
用する回転モーメントＭ＋）は Ｍｐ＝Ｐ−ｈ＝Ｐ　−ａｓｉｎ　α　　　・　（２）で
表される。ここにＭＷ＝Ｍｐの時に両モーメントがバラ
ンスし、第１軸に捩りが全件しない状態となる。このよ
うな状態に於いては Ｗｊ！ｓｉｎ　α＝Ｐａｓｉｎ　α−（３）が成立する
。従ってこの式を整理するとＰ＝（ａ／Ｗ）　　・β　
　　　　　　・・・（４）が得られ、これはワイヤの張
力Ｐがａ　／　Ｗ　＝　ｋのハネ定数を有するハネ部材
によって引き−にげられ、その時の伸びが！である条件
を規定する。このような条件を満たず蔓巻きハネ等を用
いれば上記アームの重量が完全にバランスする。（４）
式には第１アームの水平方向及び垂直方向の角度α及び
θは無関係であるから、この条件が成立する限り第１ア
ームの揺動角度によらず當に完全なバランスが成立する
。上記のような（４）式で規定される条件を満たすため
には張力付与装置４０内に内蔵したハネ部材がＷ　／　
ａのハネ定数のものであり、且つこのハネの自由張の状
態からドラム４２を回転させてβの長さ分だけ引き出し
た状態で第２図に示すような巻き掛は状態となるように
セットしうる構造とすれば、子軸のような完全なバラン
スが達成されるものである。Here, the principle of the city cover balance device using the wire 41 will be explained with reference to FIG. 3. Now, it is assumed that the spherical joint 45 is attached to the combined center of gravity of the first arm and the second arm, and for the sake of simplicity, the point where the spherical joint 45 is located is shown in FIG. In D, the position of the rotary sheave 45 is represented by E, and the intersection 23 of each axis of the first shaft 11 and the first arm 13 is represented by F, and the distance between these is DB=ff, DF=R, EF=a, and the length of the perpendicular drawn from point F to straight line DE is h, straight line DF
and the horizontal line is θ, the angle DEF is α, the tensile force of the wire acting on point D is P, the elastic modulus of the helical spring etc. that pulls the wire is the first arm and the first arm acting on point D. If the combined gravity of the two arms is W, then the first axis 1
The city moment MW around 1 is Mw=W ・Rcosθ−W −ff5in cx−(
1), and the rotational moment M+) which is applied by the pulling force of the wire 41 is expressed as Mp=Ph=P-asin α.(2). Here, when MW=Mp, both moments are balanced and there is no torsion in the first axis. In this situation, Wj! sin α=Pasin α−(3) holds true. Therefore, rearranging this formula, P = (a/W) ・β
...(4) is obtained, which means that the tension P of the wire is pulled by a spring member having a spring constant of a/W = k, and the elongation at that time is! stipulates the conditions under which If these conditions are not met and a coiled spring or the like is used, the weight of the arm will be perfectly balanced. (4)
Since the horizontal and vertical angles α and θ of the first arm are irrelevant to the equation, as long as this condition is satisfied, perfect balance is achieved regardless of the swing angle of the first arm. In order to satisfy the conditions defined by the above equation (4), the spring member built into the tension applying device 40 must be
It has a spring constant of a, and is set so that when the drum 42 is rotated and pulled out by the length β from the free tension state, the winding state as shown in Fig. 2 is obtained. If possible, a perfect balance like that of a child shaft would be achieved.

尚第２図に示した５０．５１．５２は夫々ノ、（台２９
に対する第１軸１１の旋回角度を検出する角度検出器、
アームヘ−ス３７に対する（即ち第１軸１１に対する）
第１アーム１３の揺動角度を検出する角度検出器、第１
７−ム１３に対する第２アーム１５の揺動角度を検出す
る角度検出器で、ロークリエンコーダ、レゾルバ、ポテ
ンショメータその他が採用される。In addition, 50, 51, and 52 shown in Figure 2 are respectively (29
an angle detector that detects the rotation angle of the first shaft 11 with respect to the rotation angle of the first shaft 11;
With respect to the arm head 37 (i.e. with respect to the first axis 11)
An angle detector that detects the swing angle of the first arm 13;
7 - An angle detector that detects the swing angle of the second arm 15 with respect to the arm 13, and employs a low-resolution encoder, resolver, potentiometer, or the like.

この機構の場合、第１アーム１３が垂直面内において第
１軸１１を中心として上下方向に揺動した場合、これに
連れて前記ワイヤ４１の平行部４１゛も回転シーブ４４
の周りに揺動運動する為、回転シーブ４４を固定してお
くと回転シーブ４４のシーブ面とワイヤ４１の平行部４
１′の方向が異なってくる為、回転シーブ４４からワイ
ヤ４１が外れてしまう。このようなワイヤ４１の外れは
、回転シーブ４４を固定しておいた場合、第１アーム１
３を支軸１２の回りに揺動させた時にも同様に生じるか
、上記回転シーブ４４のシーブ面の方向とワイヤ平行部
４１′の方向との相違の程度は、前記した第１アーム１
３が垂直面内において揺動した時の方がはるかに大きい
ので、このような第１アームの上下方向の揺動に対応し
て回転シーブ４４を向きを変化させることに重点をおく
べきである。In the case of this mechanism, when the first arm 13 swings vertically about the first shaft 11 in a vertical plane, the parallel portion 41' of the wire 41 also moves to the rotating sheave 44.
Since the rotating sheave 44 is fixed, the sheave surface of the rotating sheave 44 and the parallel part 4 of the wire 41
Since the direction of 1' is different, the wire 41 comes off from the rotating sheave 44. If the rotating sheave 44 is fixed, the disconnection of the wire 41 like this will occur if the first arm 1
The difference between the direction of the sheave surface of the rotary sheave 44 and the direction of the wire parallel portion 41' is similar when the first arm 3 is swung around the support shaft 12.
3 is much larger when the first arm swings in the vertical plane, emphasis should be placed on changing the direction of the rotating sheave 44 in response to such vertical swing of the first arm. .

この点、本発明の場合後記するように回転シーブ４４を
取り付けた回転軸４３を第１アームをヒ下に揺動させる
第１軸の回動に応じて回動させる角度補正機構Ｈを設け
たものであるから、回転シーブ４４は常にワイヤに沿っ
た向きに回動され、ワイヤが回転シーブ４４から外れる
ような不都合が無い。In this regard, in the case of the present invention, as will be described later, an angle correction mechanism H is provided that rotates the rotating shaft 43 to which the rotating sheave 44 is attached in accordance with the rotation of the first shaft that swings the first arm downwardly. Therefore, the rotating sheave 44 is always rotated in the direction along the wire, and there is no problem of the wire coming off from the rotating sheave 44.

続いて前記した回転シーブ４４の方向を第１軸１１の回
動運動に合わせ“で補正する装置につき第４図及び第５
図を参照して説明する。Next, FIGS. 4 and 5 show a device for correcting the direction of the rotating sheave 44 according to the rotational movement of the first shaft 11.
This will be explained with reference to the figures.

これらの図に於いて、第１軸１１は、前記したように軸
受２８によって機台２９に回転自在に水平方向に支承さ
れており、その先端には第１アーム１３を取り付ける為
のアームヘース３１を一体状に有し、且っ他端には位置
検出器５ｏが取り付けられている。In these figures, the first shaft 11 is rotatably supported in the horizontal direction on a machine base 29 by a bearing 28 as described above, and has an arm header 31 at its tip to which the first arm 13 is attached. It has an integral shape, and a position detector 5o is attached to the other end.

この第１軸１１はその中間部に該第１軸に直角の方向へ
突出する第１揺動アームを一体状に有し、該第１揺動ア
ーム６ｏはその先端に玉軸受６１を介してコネクティン
グロッド６２に連結されている。The first shaft 11 integrally has a first swinging arm protruding in a direction perpendicular to the first shaft at its intermediate portion, and the first swinging arm 6o has a ball bearing 61 at its tip. It is connected to a connecting rod 62.

また機台２９に第１軸１１に対して若干傾斜した状態で
軸受６３．６３によって回転自在に支承された前記回転
軸４３−τよ、その中間部に該回転軸４３に対して直角
の方向に突出する第２揺動アーム６４を一体的に有して
おり、この第２揺動アーム６４の先端にも玉軸受６５が
取り付けられ、この玉軸受６５によって前記コネクティ
ングロッド６２の先端が第２揺動アーム６４に連結され
ている。In addition, the rotating shaft 43-τ, which is rotatably supported by bearings 63 and 63 in a state slightly inclined with respect to the first shaft 11 on the machine base 29, is provided at an intermediate portion thereof in a direction perpendicular to the rotating shaft 43. A ball bearing 65 is also attached to the tip of the second swing arm 64, and the ball bearing 65 causes the tip of the connecting rod 62 to move to the second swing arm 64. It is connected to a swing arm 64.

従って−１−軸箱１揺動アーム６０、第２揺動アーム６
４、コネクティングロッド６２及び基台２９は、基台２
９を固定辺とするクランク状の４節連鎖を形成し、第１
軸１１の回動は前記第１揺りＪアーム６０、コネクティ
ングロッド６２、及び第２揺動アーム６４を介して回転
軸４３に伝達され、第１揺動アーム６０、第２揺動アー
ム６４及びコネクティングロッド６２の長さを適当に調
節することにより、第１軸１１の回転量に対応して回転
軸４３及びその先端に取り付げた回転シーブ４４のシー
ブ面の方向を調整することができる。Therefore -1- axle box 1 swinging arm 60, second swinging arm 6
4. The connecting rod 62 and the base 29 are connected to the base 2
Form a crank-shaped four-node chain with 9 as a fixed side, and
The rotation of the shaft 11 is transmitted to the rotating shaft 43 via the first swinging J-arm 60, the connecting rod 62, and the second swinging arm 64, and By appropriately adjusting the length of the rod 62, the direction of the sheave surface of the rotary shaft 43 and the rotary sheave 44 attached to its tip can be adjusted in accordance with the amount of rotation of the first shaft 11.

但しこの装置の場合、第１軸１１を固定したまま第１ア
ーム１３を支軸１２の回りに揺動させた場合に生じる回
転シーブ４４のシーブ面の方向と、ワイー１−４１’の
方向とのズレは補正することは出来ないが、このような
第１アーム１３の揺動による両省のズレば、第１アーム
１３の重重面内における上下方向の揺１ｔｉＪ＋による
スレと較べると殆と問題とならない程小さく、且つ第１
アーム１３がその最大揺動角度の略半分の位置まで揺動
した時に、回転シーブ４４のシーブ面とワイヤ４１“の
方向とが合致するように設定しておけば、第１アーム１
３が最小角度又は最大角ル゛まで揺動じた場合において
も、ワイヤ４１″とシーブ面との方向のズレは殆ど無視
しろる秤度となり、ワイヤ４１“が回転シーブ４４から
外れたり、回転シーブ４４の溝とワイヤ４１′との摩擦
によっ−（両者が摩耗する等の虞れが無い。However, in the case of this device, the direction of the sheave surface of the rotating sheave 44 that occurs when the first arm 13 is swung around the support shaft 12 while the first shaft 11 is fixed, and the direction of the wire 1-41' are different. Although it is not possible to correct the deviation between the two parts due to the swinging of the first arm 13, it is hardly a problem compared to the deviation caused by the vertical movement 1tiJ+ of the first arm 13 within the plane of gravity. The first
If the setting is made so that the sheave surface of the rotary sheave 44 and the direction of the wire 41'' match when the arm 13 swings to a position approximately half of its maximum swing angle, the first arm 1
3 swings to the minimum angle or maximum angle, the deviation in the direction of the wire 41'' and the sheave surface becomes almost negligible, and the wire 41'' may come off the rotating sheave 44 or the rotating sheave Due to the friction between the groove 44 and the wire 41', there is no risk of the two being worn out.

本発明は以北述べたように、基台乙こ旋回可能Ｑこ取り
付けられた第１軸と、第１軸の端部に第−軸を含む平面
内において揺動可能に取り付りられた第１アームと、基
台に取りイ」けられた回転軸の軸端に取り付けられた回
転シーブと、第１アームに一端を連結され、他端が回転
シーブの周上を経てテンション装置に連結されたワイヤ
とを有して成る第１アームに掛かった重力をバランスさ
せる装置に於いて、上記第１軸に固定した第１揺動アー
ムと、上記回転軸に取り付けた第２揺動アームと、上記
第１及び第２の揺動アームを連結するコネクティングロ
ッドとを有し、上記第１軸の回動に応じて回転軸に取り
付けた回転シーブを回動させることを特徴とするシーブ
方向の自動補正装置であるから、回転シーブに巻き掛け
たワイヤに対してシーブの、方向が自動的に合致するよ
うに補正され、ワイヤのシーブ面からの脱落やワイヤと
シーブとの摩擦による摩耗が自動的に防止されるもので
ある。As described above, the present invention has a first shaft attached to a base that is rotatable, and a first shaft that is attached to an end of the first shaft so as to be swingable within a plane that includes the second shaft. A first arm, a rotating sheave attached to the shaft end of a rotating shaft mounted on a base, one end connected to the first arm, and the other end connected to a tension device via the circumference of the rotating sheave. In a device for balancing the gravity applied to a first arm, the device comprises: a first swinging arm fixed to the first shaft; a second swinging arm attached to the rotating shaft; , a connecting rod that connects the first and second swing arms, and rotates a rotary sheave attached to the rotary shaft in accordance with the rotation of the first shaft. Since it is an automatic correction device, the direction of the sheave is automatically corrected to match the wire wrapped around the rotating sheave, and the wire is automatically prevented from falling off the sheave surface and wear due to friction between the wire and the sheave. This is something that can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第１図は従来の多関節形ロボットの一例を示す側面図、
第２図は本発明を適用しうる横形多関節腕機構全体の斜
視図、第３図は第２図に示した腕機構全体の第１軸周り
の回転モーメントを解消する為のバランス装置の作ｊｌ
？Ｉ）原理を示ず概＋ｎ７構成図、第４図は本発明の一
実施例に係るシーブ方向の自動補正装置全体の正面図、
第５図は同装置の側面図である。 （符号の説明） １３・・・第１アーム、　　２９・・・基台４４・・・
回転シーブ、　　　４１“・・ワイヤ４０・・・テンシ
ョン装置 ６０・・・第１揺動アーム　６４川第２揺動アーム６２
・・・コネクティングロッド。 出願人　　株式会社　神戸製鋼所 代理人　　弁理士　　本庄　武男Figure 1 is a side view showing an example of a conventional articulated robot.
FIG. 2 is a perspective view of the entire horizontal multi-joint arm mechanism to which the present invention can be applied, and FIG. 3 is the operation of a balance device for eliminating the rotational moment around the first axis of the entire arm mechanism shown in FIG. jl
? I) A general +n7 configuration diagram without showing the principle; FIG. 4 is a front view of the entire sheave direction automatic correction device according to an embodiment of the present invention;
FIG. 5 is a side view of the device. (Explanation of symbols) 13...First arm, 29...Base 44...
Rotating sheave, 41"...wire 40...tension device 60...first swing arm 64 second swing arm 62
...Connecting rod. Applicant Kobe Steel Corporation Representative Patent Attorney Takeo Honjo

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ■、基台に１Ｍ回可能に取り付けられた第１軸と、第１
軸の端部に第−軸を含む平面内において揺動可能に取り
付けられた第１アームと、基台に取り付のられた回転軸
の軸端に取り付けられた回転シーブと、第１アームに一
端を連結され、他端が回転シーブの周上を経てテンショ
ン装置に連結されたワイヤとを有して成る第１アームに
掛かった重力をバランスさせる装置に於いて、十記第１
軸に固定した第１揺動アームと、上記回転軸に取り付け
た第２揺動アームと、−１−記第１及び第２の揺動アー
ムを連結するコネクティングロッドとを有し２、Ｆ記第
１軸の回動に応じて回転軸に取り付けた回転シーブを回
動させることを特徴とするシーブ方向の自動補正装置。■, the first shaft is attached to the base for 1M times, and the first
a first arm attached to the end of the shaft so as to be swingable in a plane including the second axis; a rotating sheave attached to the shaft end of the rotating shaft attached to the base; In a device for balancing the gravity applied to a first arm, which has a wire connected at one end and a wire connected at the other end to a tension device via the circumference of a rotating sheave,
A first swing arm fixed to a shaft, a second swing arm attached to the rotating shaft, and a connecting rod connecting the first swing arm and the second swing arm described in -1-, 2 and F. An automatic sheave direction correction device characterized by rotating a rotary sheave attached to a rotary shaft in response to rotation of a first shaft.