JPS5953176A - 工業用ロボツト - 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は工業用ロボットに関し、特に旋回台上に基端を
揺動可能に成句けた上腕の上端に起伏動する前腕を枢着
し、その前腕の先端に手首を有する工業用口ビットにお
ける３自由度手首駆動機構に関する。

工業用ロボットはその手首先端にロゼツトハンドを取付
け、この口、１７　ツ）ハンドによって物品の把持、運
搬或いは組立作業等の種々のロボット動作を行なうよう
に構成されているが、このために工業用ロボットにおい
ては腕、手首にそれぞれ動作自由度を与えることによっ
てロボットハンドに空間内における移動、姿勢変更を可
能にし所望のロボット動作を達成するようにしている。

特に口、＋？ワットンドが装着される手首は、該口？ッ
トハンドの複雑な姿勢変更や所望の軌跡に沿う移動等を
可能にするだめに、３つの回転自由度を有することが必
要になる。壕だ手首にはロボットノ・ンドが装着されか
つ該ロ、＋ｊヮトハンドは物品を把持するので、手首の
軽量性とコン・９クト性を保持しつつ、３つの回転自由
度を有することが望まれる。

依って本発明の目的は手首の軽量、コン・ぐクト性を保
持しつつ３つの回転自由度を有した工業用口ぎットを提
供することにある。

すなわち、本発明によれば、旋回台上に基端を揺動可能
に取付けだ上腕の上端に起伏動する前腕を取付け、前記
前腕の先端に手首を有した工業用ロボットにおいて、前
記前腕の中心線１わりに回転軸受を介して前記手首の外
筐を回転自在に取付け、前記前腕と前記手首外筐の相対
回転部に同一形状の第１と第２の歯車を軸方向にずらせ
てそれぞれ回転自在に取付け、前記第１の歯車に噛合さ
せだ１対の遊星歯車を介して前記手首外筐内の手首軸を
該手許外筐に対して一軸まわりに回転自在にし、かつ前
記第２の歯車に噛合させた他の１対の遊星歯車を介して
前記手首軸を前記手首外筐に対して前記−軸と直交する
他の一軸のまわシに回転自在にし、前記手首に３つの回
転自由度を得るようにしたので、手首自体の有する回転
駆動機構は手首筒内にコン・ぐクトに収納して軽量な手
首を得ることができるのである。また上記３つの回転自
由度を付与する回転駆動源は手首自体に保有させること
なく、前腕又は上腕に保有させ得るので、手首の軽量化
を一層促進することができる。

以下、本発明を添付図面に示す実施例に基づいて更に詳
細に説明する。。

さて、第１図は旋回台上に揺動上腕とこの上腕の上端に
前腕を枢着した工業用ロｉ？ットの一般的外形を示す斜
視図であり、同図において、ロボットペース１０上には
静止用１２が載設され、この静止用１２上に旋回台１４
が回転軸受によって旋回可能に取付けられている。旋回
台１４はロボットペース１０上に取付けられた駆動モー
タＭ１から口？ットベース１０の内部及び静止用１２の
内部に設けられたベルトプーリ機構からなる回転伝達手
段と周知の・−一モニックドライブ（登録商標）からな
る減速手段とを介して旋回駆動されるように構成されて
いる。旋回台１４の上板１６上には上腕２０の揺動機構
部１８が取付けられ、駆動モータＭ２の回転駆動によっ
て上腕２０は上記揺動機構部１８の水平軸まわりに予め
選定した所望角に亘って揺動自在に取付けられている。

この上腕２０の上端には前腕２２の旋回機構部２４が設
けられ、駆動モータＭ３から上腕２０の内部に設けられ
たチェーン機構等の回転伝達機構を介して回転駆動力が
伝達されることにより前腕２２は旋回機構部２４の水平
軸のまわりに起伏動作する。Ｍ４は前腕２２の先端に設
けられた手首２６の一自由度回転を駆動する駆動モータ
である。

さて、第２図は本発明の一実施例による手首の３自由度
回転駆動機構の構成を示す略示機構図であり、第１図に
示した工業用ロボットに適用することが可能な回転駆動
機構である。なお、第２図は簡略のために前腕２２と手
首２６の画部分のみを示しているものである。さて、第
２図において、前腕２２は筐体形状の前腕フレーム３０
を有し、との前腕フレーム３０の前方部には円筒形のス
リーブ部分３２が前方に向けて突出形成されており、ま
た後端には前述した駆動モータＭ４が取付けられている
。また前腕フレーム３０の後方の両側には更に二つの駆
動モータＭ５、Ｍ、が取付けられている。駆動モータＭ
４は同じく前腕フレーム３０の後端に収納されたハーモ
ニックドライブからなる減速装置３４を介して一対の軸
受３６．３６によシ軸承された腕軸３８を左・右両方向
に回転駆動するように設けられている。また駆動モータ
Ｍ５はハーモニックドライブからなる減速装置４０を介
して軸受４２によυ軸受されたベベルギヤ４４を回転駆
動しており、従ってこのベベルギヤ４４と噛合したベベ
ルギヤ４６を有し、かつ軸受４８゜４８により前記腕軸
４８と平行に配設された第一側軸５０を左・右両方向に
回転駆動する。同様にして駆動モータＭ６はハーモニッ
クドライブからなる減速装置５２を介して軸受５４で軸
承されたベベルギヤ５６を回転駆動し、故にこの、ｊｄ
ルギャ５６と噛合したベベルギヤ５８を有し、かツ軸受
６０．６０により前記腕軸４８、第一側＠５０と平行に
配設された第二側軸６２を左・右両方向に回転駆動する
。上述の腕軸３８は前端は、スリーブ部分３２内で回転
軸受６４．６４により軸承された手首ビゼット６６、す
々わち、手首フレーム６８の後端から上記前腕スリーブ
部分３２内に突出した軸部分に結合されている。従って
腕輪８の回転に従って、手首フレーム６８も該腕ｌ１１
１１３８の中心軸線まわりに回転する。この手首−？ブ
ト６６と前腕スリーブ部分３２との相対回転部分の外周
には回転軸受７０．７０および７２．７２によって旋回
自在な二つの同一形状の環状外歯歯車７４．７６が軸方
向に適宜距離ずらせて成句けられている。そして図示の
右側の歯車７４には前記第一の側軸５０の先端に結合さ
れた小歯車７８と、この小歯車７８に対向配設された他
の小歯車８０とが噛合されている。この後者の小歯車８
０ば、手首フレーム６８の内部で回転軸受８４．８４に
よって軸承された第一手首側軸８２の外端に結合され、
該第−手首側軸８２の内端にはベベルギア８６が取付け
られている。このベベルギヤ８６は更に手首横軸９２の
一端に取付けられたベベルギヤ８８に噛合されており、
同手首横軸９２は、手首ハウジング９６に対し軸受９４
．９４によって回転自在に軸承されると共に前記ベベル
、ギヤ８８と同軸のベベルギヤ９０を有している。そし
てこの後者のベベルギヤ９０が手首）Ｓウジフグ９６内
に軸受９Ｂ　、９Ｂによって軸承された手首軸１００の
内端に結合されたきペルギヤ１０２に噛合せしめられて
いる。

他方、環状外歯歯車７６には前腕２２の第二の側軸６２
の先端に結合された小歯車１０４と、この小歯車１０４
に対向配設された他の小歯車１０６とが噛合されている
。そしてこの後者の小歯車１０６は手首フレーム６８の
内部で回転軸受１０８゜１０８によって軸承された第二
手首側軸１．１０の外端に結合され、該第二手首側軸１
１０の内端にはベベルギヤ１１２が取付けられている。

このベベルギヤ１１２は更に手首ノーウジング９６の胴
軸１１６に結合されたベベルギヤ１１４に噛合されてい
る。ここで手首ノ・ウジング９６は、上記胴軸１１６と
これに同心の他の胴軸１１８とが手首フレーム６８に対
して軸受１２０．１２２により前記手首軸１００の軸心
と直交する軸心寸わりに旋回可能に支承されている。

上述の構成を有した第２図の手首２６の回転駆動機構に
よれば、駆動モータＭ４が作動されると、腕軸３８を介
して手首フレーム６８が回転駆動され、故にこの手首フ
レーム６８内に内蔵された諸要素と共に手首２６の全体
が腕軸６８の軸心まわりに回転する。すなわち、手首２
６の第一の回転自由度が得られるのである。次に駆動モ
ータＭ。

が作動されると、第一の側軸５０の小歯車７８を介して
環状外歯歯車７４がスリーブ部分３２の周囲に回転し、
故に小歯車８０が回転駆動されることによって回転は第
一手首側軸８２から手首横軸９２に伝達され、ベベルギ
ヤ９０．１０２の噛合を介して手首軸１００をその軸心
まわりに回転させる。ここで手首軸１００の回転は、前
記手首２６の第一の回転自由度とは全く独立に第二の回
転自由度として得られるのである。更に駆動モータＭ６
が作動されると、第二の側軸６２の小歯車１０４を介し
て前記環状外歯歯車７４とは別の環状外歯歯車７６が前
腕スリーブ部分３２の周囲に回転し、故に小歯車１０６
が回転駆動されることによって回転は第二手首側軸１１
０からベベルギヤ１１２゜１１４の噛合を介して手首ノ
）ウジング９６に伝達され、該手首ノ・ウジング９６を
手首フレーム６８に対して回転させる。従ってこの手首
ノ１ウジング９６の内部に収納された手首軸１００も手
首ノ・ウジング１００の胴軸１１６．１１８の軸心まわ
りに回転することとなり、手首２６の第三の回転自由度
が前述の第一、第二の回転自由度とは独立に得られるの
である。

上述のように、本発明によれば、手首２６の３つの回転
自由度を得る回転駆動機構が前腕２２と手首２６の両部
に配設されることによって手首２６への機構集中を回避
し、かつ駆動源を構成するモータＭ４　、Ｍ、、Ｍ６お
よび減速装置３４，４０゜５２が何れも前腕２２の後方
に配設されているので手首２６の軽量化とコン・ぐクト
化とを助長することができる。なお、第３図は手首２６
と前腕２２との中間に設けられた前述の環状外歯歯車７
４゜７６と後者の環状外歯歯車７６に遊星歯車として噛
合した１対の小歯車１０４，１．０６の噛合状態を示す
斜視図であり、外歯歯車７４の他側には他の１対の小歯
車７４．８０が噛合せしめられていることば言うまでも
ない。

更に第４図は本発明の他の実施例として、前述の前腕２
２における前腕フレーム３０に取付けだ駆動モータＭ５
　、Ｍ６と減速装置４０．５２を工業用口デッドの上腕
２０（第１図参照）上に移し、二つのチェーン機構１２
６．１２８を介して前述の前腕フレーム３０におけるベ
ベルギヤ４４．５６を回転駆動し、従って第一、第二の
側軸５０，６２を回転駆動するようにした構成を示しだ
ものである。このように駆動モータＭ５　　＋Ｍ６及び
減速装置４０．５２を上腕２０に取付ける構成によって
、比較的に上方位置に配置された工業用口ピットの前腕
、手首の総重量を軽減化することが可能となシ、故に前
腕２２の起伏動作用モータ（第１図の駆動モータＭ３）
に掛る負荷を軽減することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は上腕、前腕を有した工業用ロゼツトの一般的栴
成を示す斜視図、第２図は本発明の一実施例による手首
回転駆動機構を示す略示機構図、第３図は同実施例の一
部を拡大図示する斜視図、第４図は本発明の他の実施例
による手首回転駆動機構の変更要部を示す斜視図。 １０・・・ロ、ｈｆットヘース、１４・・・旋回台、２
０・・・上腕、２２・・・前腕、２６・・・手首、６８
・・・手首フレーム、７４．７６・・・環状外歯歯車、
７Ｂ　、８０　。 １０４．１０６・・・小歯車、９２−・横軸、１９６・
・・手首ハウジング、１００・・・手首軸。 第１図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、旋回台上に基端を揺動可能に取付けた上腕の上端に
   起伏動する前腕を取付け、前記前腕の先端に手首を有し
   た工業用ロボットにおいて、前記前腕の中心線まわシに
   回転軸受を介して前記手首の外筐を回転自在に取付け、
   前記前腕と前記手首外筐の相対回転部に同一形状の第１
   と第２の歯車を軸方向にずらせてそれぞれ回転自在に取
   付け、前記第１の歯車に噛合させた１対の遊星歯車を介
   して前記手首外筐内の手首軸を該手首外筐に対して一軸
   まわりに回転自在にし、かつ前記第２の歯車に噛合させ
   た他の１対の遊星歯車を介して前記手首軸を前記手首外
   筐に対して前記−軸と直交する他の一軸まわシに回転自
   在にし、前記手首に３つの回転自由度を得るようにした
   ことを特徴とする工業用ロボット。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の工業用ロボットにお
   いて、前記手首の３つの回転自由度の回転駆動源をそれ
   ぞれ前記前腕の後方部に装着してなる工業用ロボット。 ３、特許請求の範囲第１項に記載の工業用口、３ｐツト
   において、前記手首の３つの回転自由度の回転駆動源に
   おける少くとも二つの駆動源をチェーン回転伝達機構を
   介して前記上腕上に取付けてなる工業用ロボット。