JPS6039092A - ロボツトの手首装置 - 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】 本発明は産業用ロボットや位置決め装置等の先端に設け
らｎ球面上を指向させることのできる小型で動作範囲の
広い手首装置に関する。

産業用ロボットや位置決め装置等に装備される手首装置
は、その対象とする作業内容（作業対象物に接近又は内
部に挿入）により極力小型で動作範囲を広くすることが
要求されている、。

従来の産業用ロボットの３軸回転動作の手首装置に□お
ｈては、動作範囲の拡大のため例えば、第１図に示すよ
うに、ロボットのＲ１の先端に同心状の３個の入力軸２
．３．４を配置し、これら入力１１ＭＩ２．　３．　４
と同心の第１回転軸５゜この第１同転軸５と直交する第
２回転軸６．この第２回転軸６上にてこれと直交する第
３回転軸７とを具え、これら３個の回転軸５．６．７の
軸心を互いにオフセットする事で各回転軸５゜６．７の
駆動力伝達機構８が互いに干渉しないようにしている３
、 ところが、３個の回転軸５．６．７をオフセットして設
けて因るため手首装置ｌの大型化を招いてしまう１．ま
た、この手首装置Ｉ光漏に取付けられるハンド部を移動
位置決めする場合、その目的とする回転軸以外の回転軸
やロボット本体の腕の動作軸を操作してオフセットにと
もなう修正を行なわねばならず、狭隘な場所での作業に
支障をきたしたシ、ノ・ンド部や各回転軸５．６．７の
支持体等が作業対象物と干渉しないようにするためダミ
ーポイントを設ける等の不具合を生ずる。

そこで、第２図に示すように、手首装置の３個の回転軸
のオフセットによる大盤化をさけるため同心状の３個の
入力軸２．３．４に対し同軸上の第１回転軸５．第２回
転軸６．第３回転軸７が互いに直交するよう配置したも
のも提案され、かさ歯車等を用いた駆動力伝達機構゛９
を用いる。

ところが、このような構造では各回転軸５゜６．７の駆
動力伝達機構９のかさ歯車等の干渉が生ずる範囲が大き
く手首装Ｒ１の動作範囲が狭くなるという構造上の欠点
がある。

また、第３図に示すように、同心状の３個の入力軸２．
３．４に対し第１回転軸５を同軸上に設け・第２回転軸
６を第１回転軸５と斜めに交差するよう設け、この第２
回転軸６と斜めに交走して第３回転軸７を設けたものが
めり、第２回転軸６を斜めに配置することで小型化およ
び動作範囲の拡大を図っている。

ところが、第２回転軸６を斜めに配置したため手首装置
鳳の先端に取付けるハンド部の動作や教示操作のために
２〜３軸を動作する必要があり、操作が複雑となったり
制御系が複雑となる欠点がめる。

本発明はかかる従来の欠点を解消し、小型化が図れ動作
範囲が広くしかも操作性の良いロボットの手首装置の提
供を目的とする。かかる目的を達成する本発明の構成は
、同心状に配設された３個の入力軸を介してそれぞれ駆
動される前記同心状の入力軸回りに回転する第１回転軸
とこれと直交する第２回転軸とこの第２回転軸と直交す
る第３回転軸とを具え且つこれら３個の回転軸の軸線が
１点で交わるよう配設されたロボットの手首装置におい
て、前記第２回転軸と平行に中間軸を設け、この中間軸
を介して前記入力軸の駆動力上第２および第３回転軸に
それぞれ伝達するよう構成したことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例全図面に基づき詳細に説明する
。

第４図は本発明のロボットの手首装置の一実施例の断面
図である。

ロボットの腕１０の先端内部には、同心状で３重構造と
されたｍｌ入力軸１１．第２入力軸１２、第３入力軸１
３の３個の入力１４ＩＩが互いに相対回転可能に軸受を
介して取付けてあり、第１入力軸１１が最外周に配設し
である。

そして、第１回転軸１４は筒状とされ第１入力軸１１と
一体とされ３個の入力軸１１．１２゜１３と同−動用・
工を回転するようになっている。

次に、第２回転軸１５は第１回転軸１４と直交し第１回
転軸１４を貫通して軸受を介して取付けである。また、
この第２回転軸１５より基端側の第１回転軸１４上にこ
の第２回転軸１５と平行な中間軸１６が軸受を介して設
置しである。そして、第１回転軸１４の駆動のため第２
入力軸１２の先端に一体にかさ歯車１７が取付けられ、
とのかさ歯車１７と噛み合うかさ歯車１８が中間軸１６
の一端部に回転自在に軸受を介して取付けである。さら
に、この中間軸１６上のかさ歯車１８と一体に平歯車１
９が取付けられこの平１車１９と噛み合う平歯車２０が
第２回転軸１５の一端部に嵌着され、免２人力軸１２の
駆動力が第１回転軸１４と直交する第２回転軸１５に伝
達されるようになっている。この第２回転軸１５にはこ
の軸心と直交した筒状の支持枠２１が取付けられ第１回
転軸１４の内周部に位置している。

さらに、第３［！１ｌｉ１転軸２２は第２回転１ｉ１１
１５と直交するよう配置され支持枠２１の内周部に軸受
を介して回転可能に支持されその先端部に）・ンド取付
フランジ２３が嵌着しである。そして、この第３回転軸
２２の駆動のため第３入力軸１３の先端にかさ歯車２４
が一体に取付けられ、とのかさ歯車２４と噛み合うかさ
歯車２５が中間軸１６の他端部に嵌着されており、この
かさ歯車２５と一体に平歯車２６が取付けである。この
平歯車２６と噛み合う平歯車２７が第２回転軸１５の他
端部に軸受をブｒして回転可能に支持され、この平歯車
２７と一体にかさ両車２８が取付けられて第３回転軸２
２の基端部に嵌着されたかさ両車２９と噛み合うことで
第３入力軸１３の駆動力が伝達されるようになっている
。

これら第１回転軸１４．第２回転軸１５．第３回転軸２
２２の軸心は１点Ｏで交わっている。

また、ロボットの［１０とハンド取付フランジ２３との
中間部ｔ−榎うよう第１回転軸１４にカバー３０が取付
けである。

かように構成したロボットの手首装置では、第１入力軸
１１を図示しない駆動制御機構で回転制御することでこ
れと一体の第１回転軸１４を第１入力軸１１と同軸上で
手首全体を回転させる１、また、第２入力軸１２を図示
しない駆動制御機構で回転制御することで第１回転軸１
４と直交する第２回転ｍ１５を回転して支持枠２１を回
動する。さらに、第３入力軸１３を図示しない駆動制御
機構で回転制御することで第２回転ｌ１ＩＩ１５と直交
する第３−転軸２２を回転しハンド取付フランジ２３を
回転する。

したがって、これら３個の回転軸１４．１５゜２２の回
転動作を組み合わせることでハンド取付フランジ２３を
３個の回転１１１１４．１５．２２の細紐ｅ〕文点Ｏを
中心とした球面状の任意の方向に指向できる。

また、第１回転軸１４および第３回転軸２２にあって＃
：を構造上各部が干＃するなどの制約を受けずいずれの
方向へも自由に何回転もすることが可能である。第２回
転軸１５にあっては、駆動用のかさ両車１７．１８の噛
み合い中心点と第３回転軸２２の駆動用のかさ間車２８
．２９の噛み合い中心点とがずれていることおよびかさ
間車２４．２５の噛み甘い中心点とかさ両車２８．２９
の噛み合い中心点とがずれていることから第２回転軸１
５の回転によりかさ両車２９とかさ両車１７およびかさ
薗＄２４との機械的干渉をさけることができ動作範囲を
広くすることができる。

また、第１〜第３回転軸１４．１５．２２の軸線が互い
に直交していることから各回転軸の操作を直交座標を基
準に行なうことができ操作が容易で制御系も簡単となる
。

尚、上記実施例ではそれぞれの入力軸からそれぞれの回
転軸までの駆動力の伝達系としてかさ両車と平歯車とを
用いたもので説明したが、チェーンとスズロケットやタ
イミングベルト等信の伝達系を用いることも可能である
。また、この手首装置を産業用ロボットをはじめとする
位置決め装置として用いることもできる。

以上、実施例とともに具体的に説明したように本発明に
よれに、第２回転軸と平行に中間軸を設置し、この中間
軸を介して第２回転軸および第３回転軸をそれぞれ駆動
するようにしたので３個の回転軸の４１１ＩＩｉｌが１
点で交わる３軸回転動作の手首装置であっても構造が簡
単となり小型化できる。また、各部の干渉もさけること
ができ動作範囲も広くできる０

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図はそれぞれ従来のロボットの手首装置の
概略構成図、第４図は本発明のロボットの手首装置の一
実施例にかかる縦断面図である。 図　面　中、 ｌＯはロボットの腕、 １１は第１入力軸、 １２Ｉ／′ｉ、第２人力軸、 １３は第３人力軸、 １４は第１回転軸、 １５は第２回転軸、 １６は中間軸、 ２１４’ｊ支持枠、 ２２は第３（ロ）転軸、 ２３はハンド取付フランジである。。 ％許出願人 三菱重工業株式会社 復代理人 弁理士光　石　士　部 （他１名〕

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 同心状に配設された３個の入力軸を介してそれぞれ駆動
   される前記同心状の入力軸ｌ１８１１りに回転する第１
   回転軸と、これと直交する第２回転軸と、との亀２回転
   軸と直交する第３回転軸とを具え且つこれら３個の回転
   軸の＠線が１点で交わるよう配設されたロボットの手首
   装置において、前記第２回転軸と平行に中間軸を設け、
   この中間軸を介して前記入力軸の駆動力を第２および第
   ３回転軸にそれぞれ伝達するよう構成したことを特徴と
   するロボットの手首装置。