JPS61203279A - 球面構造型の産業ロボツトの改良 - 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、固定ベースの軸線（Ｗｃ’）に漕つそ角度的
に動く旋回タレットを備え、この旋回タレットは、垂直
軸線（肩“）の周りを揺動できるフレームを支持し、そ
のフレームが、端部に部片−または工具−保持吊手を備
えたアームを支持している、球面構造型式の産業ロボッ
トまたはマニプレータに関する。

周知の技術では、前記ベースが鐘状部片により形成され
、その内部空間に、垂直に配向された軸線の周シに取り
つけられたローラ軸受が設けられ、このように鐘状部片
が組立体の中心を占めているという意味で、この型式の
ロボットのベースは垂直な回転軸線の周りに同心に作ら
れている。このような配置は、ロボットが、比較的減少
した動力を発揮させるように意図された小さい寸法であ
るときに満足のゆくものであろう。他方では、使用中ベ
ースに高い引きはずし力を与える大きい寸法であるとき
には、上記のことが満足されない。そのような引きはず
し力に引き続く揺動がロボットの信頼性とその正確な作
動に対し不利益であることは容易に認識されよう。

フレームとタレットに対する可動アームのバランスに関
する限りでは、同様な観察をすることができる。部片−
または工具−保持吊手により供給される同じワーク作用
力のために、フレームが、フレームに対する前記子の軸
方向位置に依存して変化する力、すなわちアームの軸方
向位置の函数として変化する力を受けることは十分に理
解されよう。さて、そのような変化は、周知の構造に設
けられているばね−または他の補償系によシ完全に補償
できず、一方前記の変化は、フレームを支持するタレッ
トに、および前記タレットがその上で角度的に動くベー
スに引きはずし作用力および／または曲げ作用力を与え
る。

本発明の主目的は、ベースを大きい直径の円筒状組立体
の形に作り、その両縁部の一方を固定土台の上に載せ、
−力対向する縁には、二つの対向する斜め支承面を決定
するように区分された軸方向リングを設け、前記支承面
が、旋回タレットに設けられた二連のローラのためのト
ラックを形成するようにすることにより上記の欠点を克
服することである。

このような配置により、顕著な安定性と、従ってロボッ
トの作動中ベースに及ぼされる引きはずし力に対する高
い抵抗とを得ることができることが観察されよう。

特に可動アームの組立とバランスに対しての本発明の別
の特徴が、付図を参照した次の記載からいっそう容易に
明らかになるだろう。

以下、本発明の実施例について図面により詳細に説明す
る。

さて図面を参照すると、球面構造のロボットは、第１図
に示したように、地面または他の土台に載るようになっ
ているベース１と、垂直軸線αに沿って動くようになっ
ているタレット２と、水平軸線βを中心として枢着され
たフレーム３と、軸方向に摺動可能に（方向γに）係合
されたアーム４とを備え、アーム４の端部に角δだけ回
動できる手５を有し、この手には、二つの角度εとζだ
け可動な工具−また部片−保持要素６が設けられている
。

特に第２図に示したように、問題の実施例では、ベース
１がコンクリート製の円筒状台枠７により構成されてい
る。この台枠７の上縁に対して、心出しリング８を経て
、外側に歯の付いたリング９が固定されている。第３図
に詳細に示したように、その外側歯９ａに対向して、リ
ング９が二つの支承面９ｂを呈するように区分されてお
り、これらの支承面はそれぞれ斜め下方と上方に配向さ
れ、かつタレット２０ベースに取りつけられた二連のロ
ーラ１０の転動のだめのトラックを形成するようになっ
ている。

これらの状況下では、容易に認識されるように、このタ
レット２がベース１に対して角度的に動き、ベース１は
、その構成により、曲げのない非常に高い引きはずし力
に抵抗する位置にある。前記タレットに側方に固定され
た垂直軸線のモータ１１（第４図と第５図）の助けでタ
レット２の回転が確保される。下方に面するこのモータ
１１の軸の端部に、リング９の歯９ａと噛み合うピニオ
ン１２がある。

その頂部近くに、タレット２が水平軸１３（第１図、第
２図および第４図）を支持しており、この水平軸は、フ
レーム３のベースに設けられた二つの垂直な側面１４と
固着している。

これらの側面１４に対して、二つの歯付セクター１５が
固定され、これらの歯付セクターは、共通の軸１６ａに
より支持されたピニオン１６と噛み合い、共通の軸１６
ａは、減速歯車機構１８が介在した状態で、タレット２
に対し横に固定されたモータ１９により駆動される。理
解されるように、このモータ１９を一方の方向にまたは
他方の方向に制御することにより、タレット２により支
持されたフレーム３とアーム４が相応して傾けられる。

第２図に示したように、アーム４が、二つの水平ガイド
２１に沿って動くようになっているカートリッジ２０と
固着しており、水平ガイド２１は、フレーム３の下部を
形成するケーシング２２内に固定されている。第６図に
示したように、各ガイド２１は二つの斜め支承面２１ａ
を有し、これらの斜め支承面は、キャリッジ２０に側方
に設けられた二連のローラのためのトラックを形成する
ようになっている。ガイド２１に溜ったキャリッジ２０
の変位は、前記各ガイドの上級に配置された歯またはラ
ック２１ｂと噛み合う二つのピニオン２４を用いてもた
らされ、前記ピニオン２４が取りつけられている軸２５
が、適当な減速機構を介してモータ２６（第２図）によ
り駆動される。

このモータ２６は、手５のおよび工具−または部片−保
持要素６の三つの同軸部材３０゜３、１２の回転の際の
制御を確保するように意図されたモータ２？、　２８お
よび２９と同時に、アーム４を構成する管３３の、キャ
リッジ２０と固着した、端部のすぐ後ろで、もちろんキ
ャリッジ２０に取りつけられており、前記管３３には前
述した三つの部材が含まれている。

ロボットの組立体３−４の張り出しの重さを補償するた
めに、ばね系３４がタレット２の内部に収容されており
、その基部が、前記タレットと固着した二つの下部突起
３５に固定され、一方その頂部が３６で（第５図）フレ
ーム３のケーシング２２の底部に取りつけられている。

さらに、キャリッジ２０とアーム４の長手方向変位によ
りタレット２に及ぼされる変化可能な作用力を補償する
ために、あぶみの形状をした可動な釣合重り３８が、前
記キャリッジにより支持された四つのモータの上を循環
できるよう（て何形されて設けられている。特に第６図
に示したように、釣合重り３８の各アームの基部には、
一方では、二つの水平軸線ローラ３９が設けられ、また
他方では二つの垂直軸線ローラ４０が設けられている。

これらのローラ３９と４０が二つの支承面またはトラッ
ク２１ＣＫ沿って循環するが、これらのトラックは、キ
ャリッジ２０を案内するように意図された支承面まだ（
・１１−ランク２１ａに対向して各ガイド２１に作られ
ている。

キャリッジ２０と釣合重り３８の間の連結は、ブ　ｉ　
　、４２により案内された無端ケーブル４１　　（ｉ１
２図）により確保される。プーリ〜４２は、フレーム３
のケーシング２２を上方テ閉じるカバー４３の対向する
垂直壁に固定されている。図示のように、この無端ケー
ブル４１の下側がキャリッジ２ｏにより支持されたモー
タ２６を経てキャリッジに取りつけられていると共に、
上側が釣合重り３８に固定されているので、前記キャリ
ッジが変位すると、釣合重り３８の同一の、しかし反対
方向の変位が引き起こされる。

理解されるように、この完全に正確な補償のおかげで、
ロボットのアーム３がそのすべての軸方向位置でタレッ
ト上のフレームの回転のために軸１３に一定のトルクを
加えることができ、その結果前記軸が突然の急な動きを
与えそうな変化を受けるのが避けられる。

さらに、以上の記載は例のつもりでのみ与えられたもの
であり、それは、記載された実施の細部を他の均等物に
より置き代えることにより越えられない本発明の領域を
決して制限しないことを理解しなければならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明により作られた球面構造のロボットの全
体的配置を示す概略斜視図、第２図は拡大して示す部分
垂直断面図、第３図はベース上のタレットの組立体を示
す詳細断面図、第４図と第５図は第２図のそれぞれの平
面ＩＶ−ＩＶとｖ−■に沿って切断して見た垂直断面図
であり、第２図の断面の平面は第４図に■−■で示しで
ある。第６図はロボットのアームを支持するキャリッジ
の組立体および前記キャリッジと関連した釣合重りの組
立体を示す詳細断面図である。 １…固定ベース　　２…タレント ３・・・フレーム　　　４◆・０アーム６・・・部片ま
だは工具保持要素 ９ｂ・・・斜め支承面　　９・・・軸方向リング１０φ
０ローラ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）固定ベースと、前記ベースの軸線の周りを旋回す
   るようになつているタレットと、ベースの軸線に対し垂
   直な軸線の周りを前記タレットの上で旋回するように取
   りつけられたフレームと、前記フレームに対して可動な
   アームとを備え、前記アームには、別個の配向で動くよ
   うになつている部片−または工具− 保持要素が設けられている型式の、球面構造の産業ロボ
   ットにおいて、ベースが円筒状組立体の形に作られ、そ
   の一方の縁部が固定土台の上に載るようになつていると
   共に、対向する縁部には、二つの対向する斜め支承面を
   決定するように区分された軸方向リングが設けられ、前
   記支承面が、タレットに設けられた二連のローラのため
   のトラックを形成することを特徴とするロボット。
2. （２）軸方向リングが側面歯を有し、この側面歯が、ベ
   ースの軸線の周りのタレットの角度変位を確保するため
   にタレットに対し側方に連結されたモータにより駆動さ
   れるピニオンと協働する、特許請求の範囲第１項に記載
   のロボット。
3. （３）フレームの下部に二つの歯付セクターが固着して
   おり、これらの歯付セクターが、フレームの枢軸の周り
   のフレームの角度変位を確保するようにモータにより駆
   動されるピニオンと噛み合つている、特許請求の範囲第
   １項または第２項記載のロボット。
4. （４）工具−または部片−保持要素と対向して、アーム
   にはキャリッジが固着しており、キャリッジには、前記
   保持要素の角度作用をもたらすモータだけではなく、前
   記キャリッジの長手方向変位を確保するモータが固定さ
   れ、可動な釣合重りが、前記キャリッジと同時にしかも
   反対方向に動くように前記キャリッジに運動学的に連結
   されている、特許請求の範囲第１項から第３項までのう
   ちのいずれか一つに記載のロボット。
5. （５）キャリッジと釣合重りには、フレームに長手方向
   に設けられた二つの共通のガイドに作られた支承面また
   はトラックの上を転動するローラが設けられている、特
   許請求の範囲第４項に記載のロボット。
6. （６）釣合重りが、キャリッジの上を通過できるように
   あぶみ形をしている、特許請求の範囲第５項に記載のロ
   ボット。
7. （７）キャリッジと釣合重りの間の連結が、フレーム内
   を案内される無端ケーブルにより確保され、その無端ケ
   ーブルの一方の側が前記キャリッジに取りつけられ、か
   つ他方の側が釣合重りに取りつけられている、特許請求
   の範囲第４項から第６項までのうちのいずれか一つに記
   載のロボット。
8. （８）キャリッジおよびこれと関連した釣合重りを長手
   方向に変位させるためのモータが二つのピニオンを駆動
   し、これらのピニオンが、二つの共通のガイドの各々に
   設けられた歯またはラックと噛み合う、特許請求の範囲
   第５項から第７項までのうちのいずれか一つに記載のロ
   ボット。
9. （９）フレームが補償手段によりタレットに連結されて
   いる、特許請求の範囲第１項から第８項までのうちのい
   ずれか一つに記載のロボット。