JPS61230891A - Joint mechanism - 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】 「産業上の利用分野」 本発明は、ロボットの手首部、アーム部等に用いること
もできる小刻みに屈曲するいわゆるフレキシブル関節機
構に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION "Field of Industrial Application" The present invention relates to a so-called flexible joint mechanism that can be bent in small increments and can be used for the wrist, arm, etc. of a robot.

「従来技術及びその問題点」 従来、上記のような多数のリンク等を組み合わせてなる
フレキシブル関節機構はリンク等の回動部が多く、摩擦
に頼っているため先端部分にかかった荷重が各関節にお
いてほぼ指数関数的に増幅され、根元の駆動源において
負荷が非常に高くなる欠点がある。また、リンクの回動
部継手の連結部、歯車の噛み合い部等のガタが累積され
、先端部での位置決め精度をあまり高くできないという
欠点を育している。"Prior art and its problems" Conventionally, flexible joint mechanisms that combine a large number of links, etc., as described above, have many rotating parts such as links, and rely on friction, so the load applied to the tip of each joint is This has the disadvantage that the load on the root driving source becomes very high. In addition, looseness accumulates in the coupling portion of the rotating joint of the link, the meshing portion of the gears, etc., resulting in the drawback that positioning accuracy at the tip cannot be very high.

例えば、特開昭５２−１１１１５８号公報に記載された
フレキシブル関節機構では、回転トルクの伝達が自在継
手により行われているが、同時に関節にかかった曲げモ
ーメントによって生じる反力もこの自在継手が受けてい
る。しかしながら、自在継手の場合、各ビンにラジアル
荷重のみがかかっている場合はあまり大きなガタを生じ
ないが、同時にピンの軸方向へのスラスト荷重がかかる
とガタや弾性変形の要因となり、これらの誤差が根元部
分から先端部分に累積されて先端部分における大きな位
置の誤差となってあられれる。上記特開昭５２−１１１
１５８号公報に記載された関節機構に関わらず、多くの
フレキシブル関節機構は、上記のような問題点を有する
。For example, in the flexible joint mechanism described in JP-A-52-111158, rotational torque is transmitted by a universal joint, but at the same time, this universal joint also receives the reaction force generated by the bending moment applied to the joint. There is. However, in the case of a universal joint, if only a radial load is applied to each pin, there will not be much play, but if a thrust load is applied in the axial direction of the pin at the same time, it will cause play and elastic deformation, and these errors will occur. is accumulated from the root to the tip, resulting in a large positional error at the tip. The above Japanese Patent Application Publication No. 52-111
Regardless of the joint mechanism described in the No. 158 publication, many flexible joint mechanisms have the above-mentioned problems.

「発明の目的」 本発明は上記のように、従来のフレキシブル関節機構が
自在継手の部分に荷重がかかるために位置決め精度が悪
く、また大きな駆動力を要する点に鑑み、回転トルクを
伝達する部分と曲げモーメントにより生ずる反力を受け
る部分とを分離させ、自在継手は専ら回転トルクの伝達
部分にのみ使用されるような特殊な機構のフレキシブル
関節機構を提供し、駆動源に大きな負荷がかからず、ま
た位置決め精度のよいフレキシブル関節機構を提供する
ことを目的とする。``Object of the Invention'' As mentioned above, the present invention has been developed in view of the fact that the conventional flexible joint mechanism has poor positioning accuracy because the load is applied to the universal joint, and also requires a large driving force. By separating the part that receives the reaction force generated by the bending moment, the universal joint provides a special flexible joint mechanism that is used exclusively for the part that transmits rotational torque, and prevents large loads from being applied to the drive source. Another object of the present invention is to provide a flexible joint mechanism with good positioning accuracy.

「発明の構成」 上記目的を達成するため°に本発明が採用する主たる手
段は、Ｎ個（Ｎは３以上の奇数）のリンク部材を一平面
内において相互に揺動可能に順次連結すると共に、奇数
番目（第ｎ番目）のリンク部材に対してその隣の偶数番
目（第ｎ＋１番目）のリンク部材を揺動させた時、その
揺動角度に応じて第ｎ＋２番目のリンク部材が第ｎ番目
のリンク部材に対して揺動するような揺動規制手段を介
して第ｎ番目と第ｎ＋２番目のリンク部材を連結し、上
記奇数番目のリンク部材の外側にこのリンク部材の軸芯
のまわりに回動可能な外枠を支持し、この奇数番目の外
枠と、これに隣接する偶数番目の外枠とを自在継手を介
して揺動可能に連結した点であり、上記揺動規制手段は
、後記する歯車の噛み合いや摺動継手、その他の手段に
より達成される。"Structure of the Invention" In order to achieve the above object, the main means adopted by the present invention is to sequentially connect N (N is an odd number of 3 or more) link members so that they can swing with respect to each other within one plane. , when the even-numbered (n+1) link member next to the odd-numbered (n-th) link member is swung, the n+2-th link member becomes the n-th link member according to the swing angle. The n-th and n+2-th link members are connected via a swing regulating means that swings relative to the link member, and the link member is placed outside the odd-numbered link member around the axis of this link member. A rotatable outer frame is supported, and this odd-numbered outer frame and an adjacent even-numbered outer frame are swingably connected via a universal joint, and the above-mentioned swing restriction means This can be achieved by gear meshing, sliding joints, or other means, which will be described later.

「実施例」 続いて本発明を具体化した実施例につき図を参照しつつ
説明し、本発明の理解に供する。ここに第１図は本発明
の一実施例にかかる関節機構全体の側断面図で、途中で
２つに分割されて描かれたものであり、第２図、第３図
、第４図、第５図は、それぞれ第１図に示されたＡ−Ａ
矢視断面図、Ｂ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ矢視断面図・Ｄ
−Ｄ矢視断面図、第６図は本発明の他の実施例にかかる
関節機構を示す側断面図である。``Example'' Next, examples embodying the present invention will be described with reference to the drawings to provide an understanding of the present invention. Here, FIG. 1 is a side sectional view of the entire joint mechanism according to an embodiment of the present invention, which is divided into two parts in the middle, and FIGS. 2, 3, 4, FIG. 5 shows A-A shown in FIG. 1, respectively.
Arrow sectional view, B-B arrow sectional view, C-C arrow sectional view/D
-D arrow sectional view, and FIG. 6 is a side sectional view showing a joint mechanism according to another embodiment of the present invention.

なお、以下の実施例は本発明の具体的−例に過ぎず、本
発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。Note that the following examples are merely specific examples of the present invention, and are not intended to limit the technical scope of the present invention.

第１図に示す如く、この実施例の関節機構は大別して屈
曲状態で示されている手首本体Ｂとその根元に配設され
る駆動源とよりなる。まずアームＤ内に収容された減速
機付モータや液圧モータ等よりなる回転アクチェエータ
４８の駆動軸は、平歯車４７を介して前記アームＤの先
端筒３１の軸芯に沿って配設された回転伝達管３２の駆
動源側に設けられた平歯車４６と噛み合っている。上記
回転伝達管３２は前記先端筒３１内に同軸に設けられた
軸受４１．４０を介して先端筒３１に回動可能に支承さ
れた第１リンク部材ｌを先端に有している。上記第１リ
ンク部材ｌの先端が歯車１０に構成され、この歯車ｌＯ
より駆動源側に橋設したピン６（紙面に垂直）によって
第２リンク部材２が揺動自在に連結されている。As shown in FIG. 1, the joint mechanism of this embodiment is roughly divided into a wrist main body B shown in a bent state and a drive source disposed at the base of the wrist main body B. First, the drive shaft of the rotary actuator 48, which is housed in the arm D and is comprised of a motor with a reducer, a hydraulic motor, etc., is arranged along the axis of the tip tube 31 of the arm D via a spur gear 47. It meshes with a spur gear 46 provided on the drive source side of the rotation transmission tube 32. The rotation transmission tube 32 has at its tip a first link member l rotatably supported by the tip tube 31 via bearings 41, 40 coaxially provided within the tip tube 31. The tip of the first link member l is configured as a gear 10, and this gear lO
The second link member 2 is swingably connected by a pin 6 (perpendicular to the plane of the drawing) provided closer to the drive source side.

上記第２リンク部材２は３個の回動自在なピン接合部を
一直線上に有している。すなわち駆動源に最も近いビン
接合部は、ピン２５を介してロッド２６を揺動可能に有
しており、これに隣接する２番目のビン接合部は前記ピ
ン６を介して第１リンク部材１が揺動可能に接合されて
いる。また、最も先端側の接続部はピン７を介して第３
リンク部材３を揺動可能に有している。上記ピン２５゜
７は共にピン６と同一方向であり、従って第２リンク部
材２、および第３リンク部材３は、共に第１図に示した
状態において第１図の紙面に平行な方向にのみ揺動可能
である。また、上記第２リンク部材の先端側端部には歯
車１２が形成されている。The second link member 2 has three rotatable pin joints arranged in a straight line. That is, the bottle joint closest to the drive source has a rod 26 swingable through a pin 25, and the second bottle joint adjacent thereto has a rod 26 swingably connected to the first link member 1 through the pin 6. are swingably joined. In addition, the most tip side connection part is connected to the third connection part via pin 7.
It has a link member 3 that is swingable. Both of the pins 25°7 are in the same direction as the pin 6, so the second link member 2 and the third link member 3 are both oriented only in the direction parallel to the plane of the paper of FIG. 1 in the state shown in FIG. It is swingable. Further, a gear 12 is formed at the tip end of the second link member.

同様に第３リンク部材３は、回動自在なビン接続部を２
個所持っており、そのうち駆′動源側の接続部は、前記
第２リンク部材２とピン７により連結され、先端側の接
続部は、前記ピン７と平行のピン８を介して第４リンク
部材４を第３リンク部材３の揺動方向と同じ方向に揺動
可能に有している。この第３リンク部材３の駆動源側先
端には、前記第１リンク部材ｌの歯車１０と噛み合う歯
車１１が、また先端側端部には歯車１４が形成されてい
る。Similarly, the third link member 3 connects two rotatable bottle connecting parts.
The connecting portion on the drive source side is connected to the second link member 2 by a pin 7, and the connecting portion on the tip side is connected to the fourth link via a pin 8 parallel to the pin 7. The member 4 is swingable in the same direction as the swinging direction of the third link member 3. A gear 11 that meshes with the gear 10 of the first link member 1 is formed at the drive source side end of the third link member 3, and a gear 14 is formed at the front end side end.

上記第４リンク部材４は、同様にピン接続部を２個持ち
ｎつは既に述べた第３リンク部材３とピン８を介して接
続され、更に先端側の接続部はピン９を介して第５リン
ク部材５につながっている。第４および第５リンク部材
４．５の揺動方向も第２および第３リンク部材２および
３の揺動方向と同一である。また、第４リンク部材は駆
動源側端部にのみ歯車１３が形成され、これが第２リン
ク部材２の前記先端側に形成した歯車１２と噛み合って
いる。The fourth link member 4 similarly has two pin connection parts, and n is connected to the third link member 3 mentioned above via pin 8, and the connection part on the tip side is connected to the third link member 3 via pin 9. 5 is connected to the link member 5. The pivoting directions of the fourth and fifth link members 4.5 are also the same as the pivoting directions of the second and third link members 2 and 3. Further, a gear 13 is formed only on the drive source side end of the fourth link member, and this meshes with the gear 12 formed on the tip side of the second link member 2.

第５リンク部材５は、その駆動源側端部が前記第３リン
ク部材３の先端側に形成した歯車１４と噛み合う歯車１
５を構成し、かつその先端側端部には支持軸７０が形成
されている。The fifth link member 5 has a gear 1 whose drive source side end meshes with a gear 14 formed on the distal end side of the third link member 3.
5, and a support shaft 70 is formed at the distal end thereof.

なお、上記第５リンク部材５が、この実施例の場合、組
み合わせリンクの最終リンクで、リンク数Ｎ−５である
が、中間に同じ構造のリンク部材を追加し、関節数を増
やしたり、リンク部材を削除して関節数を減らしたりす
ることは可能である。In this embodiment, the fifth link member 5 is the final link of the combined links, and the number of links is N-5, but a link member with the same structure is added in the middle to increase the number of joints, and the number of links is N-5. It is possible to reduce the number of joints by removing members.

前記第１リンク部材１の中間部には、前記ピン２５．６
などと同じ方向のピン３５が植設され、これに円筒状の
ボス２８が揺動自在に取り付けられており、ボス２８に
は先端にピン３４を植設したレバー２７が固着されてい
る。このボス２８の円筒内にはブツシユ４５が嵌入され
、このプソシェ４５内に前記ロッド２６が摺動自在に挿
入されている。上記ピン３４には、リンク３０が揺動自
在に係着され、リンク３０の駆動源側端部は、ピン３６
を介してブラケット２９に揺動自在に係着されている。The pin 25.6 is provided in the intermediate portion of the first link member 1.
A pin 35 is installed in the same direction as the pin 35, and a cylindrical boss 28 is swingably attached to the pin 35. A lever 27 having a pin 34 installed at its tip is fixed to the boss 28. A bush 45 is fitted into the cylinder of the boss 28, and the rod 26 is slidably inserted into the bush 45. A link 30 is swingably engaged with the pin 34, and the drive source side end of the link 30 is attached to the pin 34.
It is swingably attached to the bracket 29 via.

上記ブラケット２９は軸受３７を介して前記回転伝達管
３２内にブツシユ４３を介して摺動可能に装着された推
力伝達軸４２に回動可能に取り付けられている。また、
推力伝達軸４２は、更にプッシェ４４により回転伝達管
３２に支持され、その駆動源側端部は、矢印７１で示す
作動方向を持つ電動シリンダや液圧シリンダ等よりなる
推力アクチェエータ４５に連結されている。The bracket 29 is rotatably mounted via a bearing 37 to a thrust transmission shaft 42 which is slidably mounted within the rotation transmission tube 32 via a bush 43. Also,
The thrust transmission shaft 42 is further supported by the rotation transmission tube 32 by a pusher 44, and its drive source side end is connected to a thrust actuator 45 made of an electric cylinder, a hydraulic cylinder, etc. having an operating direction indicated by an arrow 71. There is.

次に先端の取付軸７３へのトルク伝達機構を説明する。Next, a torque transmission mechanism to the mounting shaft 73 at the tip will be explained.

上記回転伝達管３２と平行に設けられた伝導軸５０は、
その駆動源側端部に歯車５１を有し、この歯車５１が回
転アクチェエータ５３の駆動軸に設けられた歯車５２と
噛み合っている。上記伝導軸５０の先端側端部に設けら
れた歯車４９は、前記先端筒３１に軸受４１によって回
転自在に支承された第１外枠１６の駆動源側端部に取り
付けた内接歯車３８と噛み合っている。The transmission shaft 50 provided parallel to the rotation transmission tube 32 is
It has a gear 51 at its end on the drive source side, and this gear 51 meshes with a gear 52 provided on the drive shaft of the rotary actuator 53. The gear 49 provided at the tip side end of the transmission shaft 50 is connected to the internal gear 38 attached to the drive source side end of the first outer frame 16, which is rotatably supported on the tip tube 31 by a bearing 41. They mesh together.

上記第１外枠１６は、前記第１リンク部材ｌに一体の保
持板３９に前記軸受４０により回転可能に支持されてお
り、上記第１外枠１６の先端側端部にはピン５４を介し
て自在継手２１が連結され、この自在継手２１には第２
図に示す如く、第２外枠１７がピン５５を介して第１図
示の状態において第１図の紙面と平行な面内で揺動自在
に連結されている。The first outer frame 16 is rotatably supported by the bearing 40 on a holding plate 39 that is integrated with the first link member l, and a pin 54 is provided at the tip end of the first outer frame 16. A universal joint 21 is connected to the second universal joint 21.
As shown in the figure, the second outer frame 17 is connected via pins 55 so as to be swingable in a plane parallel to the paper plane of FIG. 1 in the state shown in the first figure.

同様に上記第２外枠１７とその先端側の第３外枠１８と
の間は第３図に示すごとく自在継手２２を介してピン５
７．５８により連結されている。Similarly, as shown in FIG.
7.58.

また第３外枠１８の先端側端部には自在継手２３が設け
られ、この自在継手２３を介して第４外枠１９が連結さ
れていると共に、第４外枠１９と第５外枠２０との間は
、自在継手２４により連結されている。Further, a universal joint 23 is provided at the tip side end of the third outer frame 18, and the fourth outer frame 19 is connected via this universal joint 23, and the fourth outer frame 19 and the fifth outer frame 20 are are connected by a universal joint 24.

なお、第３外枠１Ｂは前記第３のリンク部材３に一体の
保持板７２に内輪を固定された軸受５９により第３リン
ク部材３の外側に回動可能に支持されている。更に前記
第５外枠２０は、前記支持軸７０．軸受６０によりて回
動可能に取り付けられ、その先端に設けた取付軸７３に
溶接トーチや塗装ガン等の工具などが、取り付けられて
いる。The third outer frame 1B is rotatably supported on the outside of the third link member 3 by a bearing 59 whose inner ring is fixed to a retaining plate 72 integral with the third link member 3. Further, the fifth outer frame 20 is connected to the support shaft 70. It is rotatably mounted by a bearing 60, and tools such as a welding torch and a painting gun are attached to a mounting shaft 73 provided at the tip thereof.

以上述べた構成において、ピン３６，３５．６は一直線
上に、又ピン２５．６．　　フは一直線上にそれぞれ設
けられている。In the configuration described above, pins 36, 35.6 are in line, and pins 25.6. The holes are arranged in a straight line.

次に以上述べた実施例の作動につき説明する。Next, the operation of the embodiment described above will be explained.

まず第１図に示した如く、屈曲した状態の手首本体Ｂを
真っ直ぐに伸ばす場合には、推力アクチュエータ４５を
作動させて推力伝達軸４２を先端方向へ押し出す、これ
により、レバー２７がリンク３０を介して推力伝達軸４
２によって押され、ビン３５を中心として時計方向に回
動する。従って同時にボス２Ｂも時計方向に回動し、そ
の内部に摺動自在に挿入されたロッド２６がプッシュ４
５内へ押し込まれ、第２リンク部材２がビン６を中心と
して反時計方向に回動する。この回動により、歯車１０
．１１を介して第１リンク部材ｌに係合する第３リンク
部材３が、ビン７および歯車ＩＱｎ１の噛み合い点を中
心として反時計方向に揺動する。こうして、第３リンク
部材３が揺動すると、この第３リンク部材３にビン８を
介して揺動可能に取り付けられ、かつ、第２リンク部材
の端部に設けた歯車１２（歯車１３と噛み合う）により
、第２リンク部材と係合する第４リンク部材４が歯車１
２．１３の噛み合い点、およびビン８を中心として反時
計方向に揺動する。同様に第５リンク部材５も歯車１４
．１５の噛み合い点およびビン９を中心として反時針方
向に回動する。こうして、ボス２８がビン３６，３５．
６を結ぶ直線に平行となった時点で、ロッド２６．第２
リンク部材２．第３リンク部材３．第４リンク部材４、
第５リンク部材５がすべてビン３６，３５．６を結ぶ直
線上に一直線に並び、手首本体Ｂが直線状態となる。First, as shown in FIG. 1, in order to straighten the bent wrist body B, the thrust actuator 45 is actuated to push the thrust transmission shaft 42 toward the distal end, thereby causing the lever 27 to move the link 30. Through the thrust transmission shaft 4
2 and rotates clockwise around the bottle 35. Therefore, at the same time, the boss 2B also rotates clockwise, and the rod 26 slidably inserted into the boss 2B moves into the pusher 4.
5, and the second link member 2 rotates counterclockwise around the bottle 6. Due to this rotation, the gear 10
．． The third link member 3, which engages with the first link member l via 11, swings counterclockwise around the meshing point of the pin 7 and the gear IQn1. In this way, when the third link member 3 swings, the gear 12 (which meshes with the gear 13) is swingably attached to the third link member 3 via the pin 8 and provided at the end of the second link member. ), the fourth link member 4 that engages with the second link member is connected to the gear 1.
2.13 engagement point, and swings counterclockwise around the pin 8. Similarly, the fifth link member 5 also has a gear 14.
．． 15 and around the pin 9 in the counterclockwise direction. In this way, the boss 28 is connected to the bins 36, 35 .
When the rod 26.6 becomes parallel to the straight line connecting the rods 26. Second
Link member 2. Third link member 3. fourth link member 4,
All the fifth link members 5 are aligned on the straight line connecting the bins 36, 35.6, and the wrist body B is in a straight line state.

再度手首本体Ｂを屈曲させたい場合には、前記と逆に推
力アクチェエータ４５を駆動して推力伝達軸４２を駆動
源側へ引き、第２リンク部材２を第１リンク部材ｌに対
して傾ける。If it is desired to bend the wrist body B again, the thrust actuator 45 is driven in the opposite manner to the above, the thrust transmission shaft 42 is pulled toward the drive source, and the second link member 2 is tilted with respect to the first link member l.

こうして、第１リンク部材１と同軸上に直線状態となっ
た手首本体Ｂ、または第１図示の如く屈曲状態となった
手首本体Ｂを前記ピン回転伝達管３２の軸線回りに旋回
させるには、回転アクチェエータ４８を回転させ、歯車
４７．４６を介して回転伝達管３２を回転させる。これ
により、第１リンク１、及びこれより先端側に取り付け
られたすべての部材がビン３６．３５．６を結ぶ直線の
回りに旋回運動する。このときブラケット２９゜リンク
３０．レバー２７．ボス２８も当然第１１７ンク１と共
に旋回するが、推力伝達軸４２は回転しない、これは、
推力伝達軸４２とブラケット２９とが軸受３７によって
回動自在に連結されていることから可能となる。In this way, in order to rotate the wrist main body B which is in a straight line coaxially with the first link member 1 or the wrist main body B which is in a bent state as shown in the first figure, around the axis of the pin rotation transmission tube 32, Rotation actuator 48 is rotated to rotate rotation transmission tube 32 via gears 47, 46. As a result, the first link 1 and all the members attached to the distal side thereof pivot around the straight line connecting the bins 36, 35, 6. At this time, bracket 29° link 30. Lever 27. Naturally, the boss 28 also rotates together with the 117th link 1, but the thrust transmission shaft 42 does not rotate.
This is possible because the thrust transmission shaft 42 and the bracket 29 are rotatably connected by a bearing 37.

また手首本体Ｂを第１図に示した状態、または真っ直ぐ
に伸ばした状態において回転アクチェエータ５３を作動
させると、その回転は歯車５２゜５１を経て伝導軸５０
に伝達され、歯車４９．内接歯車３８によって第１外枠
１６が第１リンク部材１の回りに旋回する。第１外枠１
６の先端には、自在継手２１を介して第２外枠１７が連
結されているので、第１外枠１６の回転は第２外枠１７
に伝達され、同様に第２外枠１７の回転は自在継手２２
を介して第３外枠１８へ、また更に自在継手２３を介し
て第４外枠１９へと伝達され、更に自在継手２４を経て
第５外枠２０に伝達される。Furthermore, when the rotary actuator 53 is actuated with the wrist main body B in the state shown in FIG.
and gear 49. The first outer frame 16 is rotated around the first link member 1 by the internal gear 38 . 1st outer frame 1
Since the second outer frame 17 is connected to the tip of the outer frame 6 via the universal joint 21, the rotation of the first outer frame 16 is controlled by the second outer frame 17.
Similarly, the rotation of the second outer frame 17 is transmitted to the universal joint 22.
It is further transmitted to the third outer frame 18 via the universal joint 23 , to the fourth outer frame 19 via the universal joint 23 , and further transmitted to the fifth outer frame 20 via the universal joint 24 .

従って第５外枠２０に取り付けた取付軸７３が回転し、
これに取り付けた溶接トーチや塗装ガン等の工具が支持
軸７０のまわりに回転する。Therefore, the mounting shaft 73 attached to the fifth outer frame 20 rotates,
Tools attached to this, such as a welding torch and a painting gun, rotate around the support shaft 70.

以上述べたように、この実施例では手首本体Ｂの屈折運
動は、専ら第１乃至第５リンク部材の連結部であるビン
６．７，８．９、揺動規制手段である歯車１０，１１．
１２．１３，１４．１５を経て伝達される。従って手首
本体の屈折に伴う曲げモーメントはこれらのビンや歯車
に作用するのみで自在継手２１乃至２４には作用しない
、そして、かかる自在継手２１乃至２４は専ら第１外枠
１６から第５外枠２０に至る回転トルクを伝達するのみ
である。As described above, in this embodiment, the bending movement of the wrist main body B is limited to the pins 6.7, 8.9, which are the connection parts of the first to fifth link members, and the gears 10, 11, which are the swing regulating means. ．．
It is transmitted via 12.13 and 14.15. Therefore, the bending moment caused by the bending of the wrist body acts only on these pins and gears, but not on the universal joints 21 to 24, and these universal joints 21 to 24 are exclusively applied to the first to fifth outer frames 16 to 24. It only transmits rotational torque up to 20 degrees.

上記の実施例では、揺動規制手段として歯車（例えば１
０．１１等）が用いられているが、これとは別に前記ボ
ス２８に嵌入したブツシュ４５とロフト２３との組み合
わせの如き摺動継手を用いることもできる。第６図はこ
のような摺動継手を揺動規制手段として用いた場合の具
体例で、第１リンク部材ｌの先端にはビン６２を介して
ロッド６１が揺動自在に取り付けられ、このロンドロ１
が第３リンク部材３の駆動源側端部に設けた摺動部６３
に摺動自在に嵌入されていることにより、第２リンク部
材２の揺動運動に伴う第３リンク部材３の揺動角度が規
制される。同様の摺動継手が第２リンク部材２と第４リ
ンク部材４との接続部に、また第３リンク部材３と第５
リンク部材５との接続部にそれぞれ設けられる。ここに
６１は摺動継手を構成するロフトで、６２はこれらロフ
トの揺動中心であるピンを構成し、６３はロフトの°摺
動部を示す。In the above embodiment, the gear (for example, one
0.11, etc.), but a sliding joint such as a combination of a bush 45 fitted into the boss 28 and the loft 23 may also be used. FIG. 6 shows a specific example in which such a sliding joint is used as a swing regulating means. A rod 61 is swingably attached to the tip of the first link member l via a pin 62, and this rod 61 is swingably attached to the tip of the first link member 1
is the sliding portion 63 provided at the drive source side end of the third link member 3
By being slidably fitted into the third link member 3, the swing angle of the third link member 3 accompanying the swing movement of the second link member 2 is regulated. A similar sliding joint is provided at the connection between the second link member 2 and the fourth link member 4, and at the connection between the third link member 3 and the fifth link member.
Each is provided at the connection portion with the link member 5. Here, 61 is a loft that constitutes a sliding joint, 62 is a pin that is the center of swing of these lofts, and 63 is a sliding portion of the loft.

なお、上記第１図に示した推力伝達軸４２の往復運動を
第２リンク部材２の揺動運動に置き換えるためのボス２
Ｂやロフト２６よりなる変換手段は図示のものに限らず
、例えば歯車やチェーン等を用いて行ってもよく、また
必ずしも推力伝達軸のように往復運動を行うものを用い
ず、回転運動から第２リンク部材２の揺動運動に変換す
る周知の機構を用いてもよい。The boss 2 is used to replace the reciprocating motion of the thrust transmission shaft 42 shown in FIG. 1 with the rocking motion of the second link member 2.
The conversion means consisting of B and the loft 26 are not limited to those shown in the drawings, and may be performed using gears, chains, etc., and it is not necessarily necessary to use a device that performs reciprocating motion like a thrust transmission shaft; A known mechanism for converting the two-link member 2 into a swinging motion may be used.

また、上記実施例では本発明の関節機構をロボットの手
首部分に通用した場合についてのみ説明したが、本発明
をアーム部分に通用し得ることは当然である。Further, in the above embodiments, only the case where the joint mechanism of the present invention is applied to the wrist portion of a robot has been described, but it goes without saying that the present invention can be applied to the arm portion of the robot.

「発明の効果」 本発明は以上述べたように、Ｎ個（Ｎは３以上）のリン
ク部材を一平面内において相互に揺動可能に順次連結す
ると共に、奇数番目（第ｎ番目）のリンク部材に対して
その隣の偶数番目（第ｎ＋１番目）のリンク部材を揺動
させた時、その揺動角度に応じて第Ｈ＋２番目のリンク
部材が第ｎ番目のリンク部材に対して揺動するような揺
動規制手段を介して第ｎ番目と第Ｈ＋２番目のリンク部
材を連結し、上記奇数番目のリンク部材の外側にこのリ
ンク部材の軸芯のまわりに回動可能な外枠を支持し、こ
の奇数番目の外枠と、これに隣接する偶数番目の外枠と
を自在継手を介して揺動可能に連結したことを特徴とす
る関節機構であるから、関節部分先端への回転トルクの
伝達は専ら自在継手を連結した経路を経て伝達されるが
、このような回転トルクは一般に大きな負荷を受けるも
のでないため関節先端の位置決め制度が高度に保たれる
。そして、大きな負荷を生じる関節の曲げモーメントの
伝達は、ピン結合等よりなるリンク部材を経て行われ、
かかるピン結合等はラジアル荷重に対して、大きなガタ
や弾性変形を生じないので、全体として従来の曲げモー
メントを自在継手、を経て伝達する装置と比べて迩かに
ガタや弾性変形が少な（なり、関節先端の位置決め精度
が向上する。"Effects of the Invention" As described above, the present invention sequentially connects N link members (N is 3 or more) so as to be able to swing with respect to each other within one plane, and the odd-numbered (n-th) link When the even-numbered (n+1) link member next to the member is swung relative to the member, the H+2-th link member swings relative to the n-th link member according to the swing angle. The n-th and H+2-th link members are connected through a swing regulating means, and an outer frame rotatable around the axis of the link member is supported on the outside of the odd-numbered link member. Since this joint mechanism is characterized in that the odd-numbered outer frame and the adjacent even-numbered outer frame are swingably connected via a universal joint, the rotational torque to the tip of the joint part is reduced. Transmission is carried out exclusively through a path connecting universal joints, but since such rotational torque is generally not subjected to a large load, the positioning accuracy of the joint tip can be maintained at a high level. The bending moment of the joint, which generates a large load, is transmitted through a link member such as a pin connection.
Such pin connections do not cause large play or elastic deformation in response to radial loads, so overall there is much less play or elastic deformation compared to conventional devices that transmit bending moments via universal joints. , the positioning accuracy of the joint tip is improved.

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

第１図は本発明の一実施例にかかる関節機構全体の側断
面図で、途中で２つに分割されて描かれたものであり、
第２図、第３図、第４図、第５図は、それぞれ第１図に
示されたＡ−Ａ矢視断面図、Ｂ−Ｂ矢視断面図、Ｃ−Ｃ
矢視断面図、Ｄ−Ｄ矢視断面図、第６図は本発明の他の
実施例にかかる関節機構を示す側断面図である。 （符号の説明） Ａ・・・関節機構　　　　　　Ｂ・・・手首本体Ｃ・・
・駆動源　　　　　　　Ｄ・・・アーム１〜５・・・第
１〜第５リンク部材 ６〜９・・・ピン ２１〜２４・・・自在継手 １６〜２０・・・第１〜第５外枠 ４８．５３・・・回転アクチェエータ ４５・・・推力アクチェエータ ３１・・・先端筒　　　　　　３２・・・回転伝達管１
０〜１５・・・歯車　　　　２６・・・ロフト２Ｂ・・
・ボス　　　　　　　５０・・・伝導軸３９．７２・・
・保持板。FIG. 1 is a side sectional view of the entire joint mechanism according to an embodiment of the present invention, which is divided into two parts in the middle.
2, 3, 4, and 5 are a sectional view taken along the line A-A, a sectional view taken along the line B-B, and a sectional view taken along the line C-C shown in FIG. 1, respectively.
A sectional view taken along arrows, a sectional view taken along line D-D, and FIG. 6 are side sectional views showing a joint mechanism according to another embodiment of the present invention. (Explanation of symbols) A...Joint mechanism B...Wrist body C...
- Drive source D... Arms 1 to 5... First to fifth link members 6 to 9... Pins 21 to 24... Universal joints 16 to 20... First to fifth outer frame 48 .53... Rotation actuator 45... Thrust actuator 31... Tip tube 32... Rotation transmission tube 1
0~15...Gear 26...Loft 2B...
・Boss 50...Transmission shaft 39.72...
・Holding plate.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] （１）Ｎ個（Ｎは３以上）のリンク部材を一平面内にお
いて相互に揺動可能に順次連結すると共に、奇数番目（
第ｎ番目）のリンク部材に対してその隣の偶数番目（第
ｎ＋１番目）のリンク部材を揺動させた時、その揺動角
度に応じて第ｎ＋２番目のリンク部材が第ｎ番目のリン
ク部材に対して揺動するような揺動規制手段を介して第
ｎ番目と第ｎ＋２番目のリンク部材を連結し、 上記奇数番目のリンク部材の外側にこのリンク部材の軸
芯のまわりに回動可能な外枠を支持し、この奇数番目の
外枠と、これに隣接する偶数番目の外枠とを自在継手を
介して揺動可能に連結したことを特徴とする関節機構。(1) N (N is 3 or more) link members are successively connected to each other in one plane so that they can swing together, and the odd-numbered (
When an even-numbered (n+1) link member next to the n-th link member is swung, the n+2-th link member becomes the n-th link member according to the swing angle. The n-th and (n+2)-th link members are connected via a rocking restriction means that swings against the shaft, and is rotatable around the axis of this link member on the outside of the odd-numbered link member. 1. A joint mechanism characterized in that an odd-numbered outer frame and an adjacent even-numbered outer frame are swingably connected via a universal joint.