JPS5943109Y2 - Arm device for load handling robot - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は物品の積卸しや移動、或は、各種の重量物や道
具を支持し、或は道具等を支持しつつ移動し乍も行う諸
作業に用いる荷重取扱ロボットのアーム装置に関するも
のである。[Detailed description of the invention] This invention is a load-handling robot used for loading/unloading and moving goods, supporting various heavy objects and tools, or carrying out various operations while supporting tools, etc. The present invention relates to an arm device.

従来より上述のような諸仕事を行わせるようにした荷重
取扱ロボットは、作業の省力化という観点から種々提案
され、また実用にも供されているが、一般に構造が複雑
で高価であるという難点がある。Load-handling robots designed to perform the various tasks mentioned above have been proposed in the past from the perspective of labor-saving work, and have also been put into practical use, but they generally have the disadvantage of being complex and expensive. There is.

これは、従来品がアーム装置の先端側に形成される荷重
の支持部をアーム装置自体の構造によって３次元空間を
自由に動き得るように形成するために生じるものである
が、例えば、特定の作業に於て取扱うべき荷重の取扱い
形態が一定である場合には、前記荷重の支持部がアーム
装置自体の構造によって３次元空間を自由に移動させら
れるようにした装置である必要はない。This occurs because in conventional products, the load support part formed on the tip side of the arm device is formed so that it can move freely in three-dimensional space due to the structure of the arm device itself. If the handling form of the load to be handled during work is constant, the load support part does not need to be a device that can freely move in three-dimensional space depending on the structure of the arm device itself.

本考案は上述のような従来装置の実情に鑑み、アーム装
置自体の構造による荷重支持部の移動可能範囲は狭ばま
るが、アーム装置自体の構造を簡潔にして容易且つ低兼
に作製でき、また、必要があれば、前記可動範囲を変更
できるようにした荷重取扱ロボットのアーム装置を提供
することを目的としてなされたもので、その構成は、常
態に於て、水平な第１アームの先端に垂直な第２アーム
の上端を、また前記第１アームに平行な第３アームの先
端を前記第２アームの上端部近くにそれぞれ枢着すると
共に、前記第２アームに平行な第４アームの上、下端部
を前記第１アームの後端部近くと前記第３アームの後端
部とにそれぞれ枢着し且つ、前記第１アームの後端と第
２アームの下端部び第３アームと第４アームの枢着部と
が直線上乃至は近似直線上に在るようにすると共に、前
記第２アームの先端乃至は該第２アームを延長又は短縮
した先端に荷重の支持部を形成したアーム機構を、支柱
等に旋回可能に支持させたブラケットに前記第３アーム
と第４アームとの枢着部をアーム機構の支点として水平
方向での枢着位置を可変にして枢着固定する一方、前記
ブラケットに垂直方向の棒状体乃至は溝状体による垂直
ガイドを設け、該垂直ガイドに前記アーム機構に於ける
第１アームの後端を駆動力により上下動される力点とし
て垂直動可能に収装したことを特徴とするものである。The present invention has been developed in view of the above-mentioned actual situation of conventional devices, and although the movable range of the load support part is narrowed due to the structure of the arm device itself, the structure of the arm device itself can be simplified, making it easy and inexpensive to manufacture. In addition, the purpose of this invention is to provide an arm device for a load-handling robot that can change the movable range if necessary. The upper end of a second arm perpendicular to the first arm and the tip of a third arm parallel to the first arm are pivoted near the upper end of the second arm, and a fourth arm parallel to the second arm is pivoted. The upper and lower end portions are pivotally connected near the rear end portion of the first arm and the rear end portion of the third arm, respectively, and the rear end of the first arm, the lower end portion of the second arm, and the third arm are connected to each other. The pivot point of the fourth arm is arranged to be on a straight line or an approximate straight line, and a load supporting part is formed at the tip of the second arm or the tip of the extended or shortened second arm. The arm mechanism is pivotally fixed to a bracket rotatably supported by a support or the like, with the pivoting portion of the third arm and the fourth arm serving as a fulcrum of the arm mechanism, and the pivoting position in the horizontal direction being variable. , the bracket is provided with a vertical guide made of a vertical rod-like body or a groove-like body, and the rear end of the first arm of the arm mechanism is provided on the vertical guide as a point of force that is moved up and down by a driving force, and is movable vertically. It is characterized by being fully equipped.

次に、本考案の実施の一例を図に拠り説明する。Next, an example of implementation of the present invention will be explained with reference to the drawings.

１は、常態に於て、水平な向きの第１アーム、２は前記
第１アームの前端に上端を枢着Ｐｌした垂直な向きの第
２アーム、３は前記第１アーム１に平行で該アーム１よ
り短かく、前端を前記第２アーム２に於げる枢着部Ｐ１
の下方に枢着Ｐ２した水平な第３アーム、４は前記第２
７−ム２に平行で、下端を前記第３アーム３の後端に枢
着Ｐ３すると共に上端を第１７−ム１の後端側近くに枢
着Ｐ４した第４アームで、前記各アームの長さは概ム第
１７−ム１の後端１ａと、第２アーム２の後端２ａと第
３７−ム３と第４７−ム４との枢着点Ｐ３との３点が直
線乃至は近似直線上に在るように形成し、本考案におけ
るアーム機構の一例の骨組を形成する。1 is a first arm that is horizontal in normal state; 2 is a second arm that is vertically oriented with its upper end pivoted to the front end of the first arm; 3 is parallel to the first arm 1; A pivot point P1 that is shorter than the arm 1 and whose front end is attached to the second arm 2;
a horizontal third arm P2 pivoted below the second arm;
A fourth arm parallel to the 7-arm 2 and having a lower end pivoted P3 to the rear end of the third arm 3 and an upper end P4 near the rear end side of the 17-arm 1; The length is approximately such that the three points of the rear end 1a of the 17th arm 1, the rear end 2a of the second arm 2, and the pivot point P3 of the 37th arm 3 and the 47th arm 4 are straight lines or It is formed so as to lie on an approximate straight line, and forms a frame of an example of the arm mechanism in the present invention.

尚、このアーム機構に於て、第２７−ム２の長さを前記
実施例より若干長目、或は短か目に形成することもある
。In this arm mechanism, the length of the 27th arm 2 may be made slightly longer or shorter than in the above embodiment.

而して、上記アーム機構は、平行四辺形リンクのパント
グラフ機構により形成されているから、第２７−ム２０
下端２ａが、第３７−ム３と第４７−ム４との枢着点Ｐ
３を一点に固定し前記第１７−ム１の後端１ａを移動さ
せた場合、前記第１７−ム１の後端１ａの移動軌跡に相
似した形の移動をすることができる。Since the arm mechanism is formed by a parallelogram link pantograph mechanism, the 27th-m 20th
The lower end 2a is the pivot point P between the 37th-m3 and the 47th-m4
3 is fixed at one point and the rear end 1a of the 17th arm 1 is moved, it is possible to move in a manner similar to the movement locus of the rear end 1a of the 17th arm 1.

尚、上記アーム機構は、第２図々示のように各アームを
複列構成したり、或は、第３．４図々示の如り、例えば
、第１アーム１と第２７−ム２、又は第３アーム３と第
２アーム２とに、それぞれ平行な副アームｌ ／２／、
又は３’、２’を配設すると共に、前記各副アームを、
枢着部Ｐｌ又は同Ｐ２に設けた連結リンクＪを介して接
続して構成してもよい。The arm mechanism described above may have a double-row configuration of each arm as shown in FIG. , or a sub arm l /2/ parallel to the third arm 3 and the second arm 2, respectively.
or 3', 2', and each of the sub-arms,
It may be configured by connecting via a connecting link J provided at the pivot portion Pl or P2.

このようにすると、アーム機構自体の強度を増大させる
ことがでさると共に、第２７−ム２とその副アーム２′
の下端に設けられる後述する荷重の支持部を、アーム機
構の姿勢の如何ニ拘らス、＝定の向きに維持するように
することができる。In this way, the strength of the arm mechanism itself can be increased, and the 27th arm 2 and its sub arm 2'
A support portion for a load, which will be described later, provided at the lower end of the arm mechanism can be maintained in a constant direction regardless of the posture of the arm mechanism.

５は前記アーム機構を支持するブラケットで１、ここで
は前記アーム機構の枢着点Ｐ３をアーム機構の支点とし
て枢着するための枢着孔６が水平方向で複数個列設され
ており、前記アーム機構は前記孔６のうち適宜の孔に於
てブラケット５に固定枢着６１しである。Reference numeral 5 denotes a bracket 1 for supporting the arm mechanism, in which a plurality of pivot holes 6 are arranged horizontally in order to pivot the arm mechanism at a pivot point P3 of the arm mechanism as a fulcrum; The arm mechanism is fixedly pivoted 61 to the bracket 5 in a suitable hole among the holes 6.

７は、前記アーム機構の枢着点Ｐ３を枢着したブラケッ
ト５に於て、第１アーム１の後端１ａが対応する部分に
垂直に設けた垂直ガイドで、このガイド７はピストンロ
ンドや螺子のような棒状体、或は、型材やブラケット自
体に削成した溝状体、ここでは溝状ガイドによって形成
され、前記第１アーム１の後端１ａに取附けたスリーブ
や螺子受或はローラ等の摺転動部材、ここではローラＴ
１を前記ガイドγ内に転勤自在に収装しである。Reference numeral 7 denotes a vertical guide provided perpendicularly to the portion corresponding to the rear end 1a of the first arm 1 in the bracket 5 to which the pivot point P3 of the arm mechanism is pivoted. or a groove-shaped body cut into the mold material or bracket itself, here formed by a groove-shaped guide, and attached to the rear end 1a of the first arm 1, such as a sleeve, a screw receiver, or a roller. etc., here roller T
1 is housed in the guide γ so as to be freely transferable.

上記ブラケット５に装着したアーム機構は、その支点に
関しそれ自体の平衡をとるため、例えば、第３アーム３
とブラケット５との間にスプリングＳを張架したり）第
１アームの１０後端側を延長してカウンターウェイトを
設けることがある。The arm mechanism attached to the bracket 5 balances itself with respect to its fulcrum, for example, the third arm 3
A counterweight may be provided by extending the rear end side of the first arm 10 (a spring S may be stretched between the first arm 10 and the bracket 5), or a counterweight may be provided by extending the rear end side of the first arm 10.

而して、上記ブラケット５は、この実施例では車輪８１
を設けた台車８に立設した支柱９上に旋回自在に取附け
であるが、ブラケット５自体の支持取附構造は図の実施
例に限られるものではない。Thus, the bracket 5 is connected to the wheel 81 in this embodiment.
Although the bracket 5 is rotatably mounted on a support 9 erected on a cart 8 provided with the bracket 5, the support and mounting structure of the bracket 5 itself is not limited to the illustrated embodiment.

例えば、前記ブラケット５の上側に吊下支柱を設けたり
、或は、ブラケット５自体をその前後方向に移動固定可
能にして支柱に取附けるなどの態様を採ることができる
からである。For example, a hanging support may be provided above the bracket 5, or the bracket 5 itself may be movable and fixed in the front-rear direction and attached to the support.

上述した本考案アーム装置は、前記垂直ガイドＴ内に案
内支持された第１アームの後端１ａの垂直方向動、必要
があれば、ブラケット５の支柱９上での旋回動作並びに
台車８の移動を適宜の駆動力を以て行わせることにより
荷重取扱ロボットに構成することができるので、以下、
この点について説明する。The above-mentioned arm device of the present invention allows the vertical movement of the rear end 1a of the first arm guided and supported within the vertical guide T, and if necessary, the swing movement of the bracket 5 on the support 9 and the movement of the trolley 8. can be configured into a load handling robot by making it perform with an appropriate driving force.
This point will be explained.

図に於て、１０は前記ブラケット５の上部に設けた電動
機、１１は前記電動機の出力端と第１７−ム１の後端１
ａの間に、垂直ガイドＩの下端側に設けた中間鎖車１１
ａを介して掛回した鎖で、前記電動機１０の捲工、捲戻
し作動により、前記アーム１の後端１ａを垂直ガイドＴ
内で上下動させ、第２７−ム２の下端２ａを拡大した形
で上下動させることができる。In the figure, 10 is a motor installed on the upper part of the bracket 5, 11 is the output end of the motor and the rear end 1 of the 17th arm 1.
intermediate chain wheel 11 provided on the lower end side of the vertical guide I between
By means of the winding and unwinding operations of the electric motor 10, the rear end 1a of the arm 1 is guided by a chain suspended through the vertical guide T.
The lower end 2a of the 27th arm 2 can be moved up and down in an enlarged manner.

従って、第２アーム２の下端２ａに適宜のつかみ具等に
よる荷重の支持部１２を旋回自在１２ａに設ければ、該
支持部１２はアーム機構自体の構造、台車８の移動機能
並びにブラケットの旋回機により、３次元空間での自由
移動が可能になる。Therefore, if a rotatable load support part 12 is provided at the lower end 2a of the second arm 2 using an appropriate grip or the like, the support part 12 will be able to control the structure of the arm mechanism itself, the movement function of the trolley 8, and the rotation of the bracket. The machine allows for free movement in three-dimensional space.

尚、前記支持部１２はそれ自体に第２７−ム２０下端２
ａに対し前後動機能を具備したつかみ具などを用いても
よい。Incidentally, the support portion 12 itself has the lower end 2 of the 27th beam 20.
A grip or the like having a back-and-forth movement function may be used for a.

また、前記荷重の支持部１２の上下動をさせるため、垂
直ガイド７内で第１７−ム１の後端１ａを上下動させる
駆動源としては、上記実施例の電動機１０に代え、例え
ば、流体圧シリンダを用い、その出力ロンドを前記アー
ム１の後端１ａに接続してもよい。Further, in order to vertically move the load support portion 12, the driving source for vertically moving the rear end 1a of the 17th arm 1 within the vertical guide 7 may be replaced with the electric motor 10 of the above embodiment, for example. A pressure cylinder may be used, and its output cylinder may be connected to the rear end 1a of the arm 1.

更に、垂直ガイドＩが螺子杆の場合には、前記電動機１
００回転を該螺子杆に伝達してその螺子杆を回転させ、
それに螺合している第１アーム後端１ａのナツト部材を
上下動させる。Furthermore, when the vertical guide I is a screw rod, the electric motor 1
transmitting 00 rotation to the screw rod to rotate the screw rod,
The nut member at the rear end 1a of the first arm, which is screwed thereto, is moved up and down.

一方、前記ブラケット５の下部に電動機１３を設けその
回転出力を出力ビニオン１３ａが支柱９の上部に周設固
定した外歯環状ラック１３ｂ上を転動するようにすれば
、前記ブラケット５は支柱９の軸の囲りを旋回すること
ができるから、前記アーム機構の作動範囲を支柱の囲り
に形成することが可能になる。On the other hand, if an electric motor 13 is provided at the lower part of the bracket 5 and its rotational output is output by an output pinion 13a that rolls on an externally toothed annular rack 13b circumferentially fixed to the upper part of the column 9, the bracket 5 can be moved to the column 9. Since the arm mechanism can pivot around the axis of the support column, it becomes possible to form the operating range of the arm mechanism around the support column.

このようにすると、アーム機構の荷重の支持部１２は、
ブラケット５に支持された部分の作用による上下動のほ
かに、ブラケット５が旋回することによる支柱９を中心
とする旋回動作並びに台車８の移動による水平動をする
ことができるので、荷重取扱ロボットとしての作動がで
きるのでめる。In this way, the load support portion 12 of the arm mechanism is
In addition to vertical movement due to the action of the part supported by the bracket 5, it is also possible to perform rotational movement around the support 9 as the bracket 5 rotates, and horizontal movement due to the movement of the trolley 8, so it can be used as a load handling robot. It is possible to operate.

尚、前記支持部１２の水平力内勤は、該支持部１２にア
ーム下端２ａに対し水平方向での移動機能を具備したも
のを用いても可能である。Note that the horizontal force operation of the support section 12 can also be achieved by using a support section 12 that is provided with a horizontal movement function relative to the lower end 2a of the arm.

また、上記実施例に於て、アーム機構のブラケット５に
対する固定枢着部６１の位置をその枢着孔６によって選
択すれば、荷重の支持部１２の水平方向での位置をオフ
セットすることができるがこの位置は使用目的等に応じ
て任意に選択すればよい。Furthermore, in the above embodiment, if the position of the fixed pivot portion 61 relative to the bracket 5 of the arm mechanism is selected by the pivot hole 6, the horizontal position of the load support portion 12 can be offset. However, this position may be arbitrarily selected depending on the purpose of use.

本考案は以上の通りであって、荷重取扱ロボットに於け
るアーム機構のブラケットに対する支持構造を簡潔にす
ることによって、アーム機構自体の構造を高強度のリン
ク構成にすることができ、しかも該アーム機構をブラケ
ットに固定的に枢着して支持することにより、作動時の
アームの振れや捩れを防止することができるので、荷重
取扱ロボットに必要な荷重支持部の迅速且つ正確な位置
決めを行うことができるなど、従来構造のものでは得ら
れない効果がある。The present invention is as described above, and by simplifying the support structure for the bracket of the arm mechanism in a load handling robot, the structure of the arm mechanism itself can be made into a high-strength link configuration, and the arm By fixedly pivoting and supporting the mechanism on the bracket, it is possible to prevent the arm from swinging or twisting during operation, allowing quick and accurate positioning of the load support part required for load handling robots. It has effects that cannot be obtained with conventional structures, such as the ability to

特に本考案アーム装置は、該装置自体の構造により荷重
の支持部を垂直動するようにしたから、前記支持部の垂
直動作によって行うことのできる諸作業、例えば部材側
面の研磨や部材平面側の溶接等のように道具類が上下方
向移動を要する作業に適した作業ロボットに用いて好適
である。In particular, the arm device of the present invention allows the load supporting portion to move vertically due to the structure of the device itself, so that various operations that can be performed by the vertical movement of the supporting portion, such as polishing the side surface of the member and polishing the flat side of the member, are possible. It is suitable for use in a work robot suitable for work that requires vertical movement of tools, such as welding.

また、本考案アーム装置は、アーム機構の支点をブラケ
ットの水平方向で位置可変に固定枢着するから、支持が
ブラケットに固定枢着される形式のアーム機構であり乍
ら、荷重支持部の水平力向での位置を変更でき、従って
、従来ロボットに構成して設置する場合、該ロボットの
最大前後幅（図の左右方向）を設置場所に応じて変更で
きる利点がある。In addition, since the arm device of the present invention fixedly pivots the fulcrum of the arm mechanism in a variable position in the horizontal direction of the bracket, it is an arm mechanism in which the support is fixedly pivoted to the bracket. The position in the force direction can be changed, and therefore, when configured and installed in a conventional robot, there is an advantage that the maximum longitudinal width (left and right direction in the figure) of the robot can be changed depending on the installation location.

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

図は本考案の実施例を示すもので、第１図は本考案装置
を荷重取扱ロボットに構成した例の側面骨組図、第２図
は第１図に示した装置に用いるアーム機構の判例の要部
を示す平面図、第３図及び第４図はそれぞれ本考案装置
の他の例を示す側面骨組図である。 １・・・・・・第１アーム、１ａ・・・・・・第１アー
ム１の後端、２・・・・・・第２アーム、２ａ・・・・
・・第２アーム２の下端、３・・・・・・第３アーム、
４・・・・・・第４アーム、Ｐｌ〜Ｐ４・・・・・・各
アームの枢着部、５・・・・・・ブラケット、６・・・
・・・枢着孔、６１・・・・・・枢着部、Ｉ・・・・・
・垂直ガイド、８・・・・・・台車、９・・・・・・支
柱、１０・・・・・・電動機、１１・・・・・・鎖、１
２・・・・・・荷重の支持部。The figures show an embodiment of the present invention. Fig. 1 is a side view of the skeleton of an example in which the device of the present invention is configured as a load handling robot, and Fig. 2 is a judicial precedent for the arm mechanism used in the device shown in Fig. 1. A plan view showing the main parts, and FIGS. 3 and 4 are side skeleton views showing other examples of the device of the present invention, respectively. 1...First arm, 1a...Rear end of first arm 1, 2...Second arm, 2a...
... lower end of second arm 2, 3 ... third arm,
4... Fourth arm, Pl to P4... Pivot joint of each arm, 5... Bracket, 6...
... Pivot hole, 61... Pivot joint, I...
・Vertical guide, 8... Cart, 9... Support, 10... Electric motor, 11... Chain, 1
2...Load support part.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 常態に於て、水平な第１アームの先端に垂直な第２アー
ムの上端を、また前記第１アームに平行な第３アームの
先端を前記第２アームの上端部近くにそれぞれ枢着する
と共に、前記第２アームに平行な第４アームの上、下端
部を前記第１アームの後端部近くと前記第３アームの後
端部とにそれぞれ枢着し、且つ、前記第１アームの後端
と第２アームの下端及び第３アームと第４アームの枢着
部とが直線上乃至は近似直線上に在るようにすると共に
、前記第２アームの先端乃至は該第２アームを延長又は
短縮した先端に荷重の支持部を形成したアーム機構を、
支柱等に旋回可能に支持させたブラケットに前記第３ア
ームと第４アームとの枢着部をアーム機構の支点として
水平方向での枢着位置を可変にして枢着固定する一方、
前記ブラケットに垂直方向の棒状体乃至は溝状体による
垂直ガイドを設け、該垂直ガイドに前記アーム機構に於
ける第１アームの後端を駆動力により上下動される力点
として垂直動可能に収装したことを特徴とする荷重取扱
ロボットのアーム装置。In a normal state, the upper end of a vertical second arm is pivoted to the distal end of the horizontal first arm, and the distal end of a third arm parallel to the first arm is pivoted near the upper end of the second arm. , upper and lower ends of a fourth arm parallel to the second arm are pivotally connected near the rear end of the first arm and to the rear end of the third arm, respectively; The end and the lower end of the second arm and the pivot joints of the third and fourth arms are on a straight line or on an approximate straight line, and the tip of the second arm or the second arm is extended. Or an arm mechanism with a load support part formed at the shortened end,
The third arm and the fourth arm are pivotally fixed to a bracket rotatably supported by a support or the like, with the pivoting position in the horizontal direction being variable using the pivoting portion of the third arm and the fourth arm as a fulcrum of the arm mechanism;
The bracket is provided with a vertical guide made of a vertical rod-shaped body or a groove-shaped body, and the rear end of the first arm of the arm mechanism is housed in the vertical guide so as to be vertically movable as a point of force that is moved up and down by a driving force. An arm device for a load handling robot, which is characterized by being equipped with a load handling robot.