JPS6249070A - Driving device for shaft - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To make it possible to facilitate the axial shifting and turning of a screw shaft by providing a recessed groove extending the axial direction on the screw shaft while inserting, a rotator having an intersection part engaged to said recessed groove and a nut, to the outer periphery of the screw shaft. CONSTITUTION:A nut 2, being rotatably driven by a driving source, is supported on a body frame 1 and a screw shaft 9 is threadably attached to said nut 2. Further, on the screw shaft 9, an axial recessed groove 11 is formed and a rotator 3 having a projection part for engaging with said recessed groove 11 is supported to a body frame 1 on the outer periphery of the screw shaft 9. When the nut 2 is rotated in such a condition that the rotator 3 is fixed, the screw shaft 9 is vertically shifted but, when in such a condition that the rotator 3 is rotated, the screw shaft 9 is made to perform rotating motion.

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、ロボット用ハンドの駆動等に用いる軸の駆
動装置に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a shaft drive device used for driving a robot hand, etc.

（従来の技術） ロボット用ハンドの駆動に用いる駆動装置の従来例とし
ては、例えば特開昭５８−１３７８５２号公報に記載さ
れた装置を挙げることができる。この駆動装置を第４図
及び第５図に示すが、この装置は、上下一対のベース５
１．５１をラック５２によって連結し、各ベース５１．
５１にそれぞれ回転ブラケット５３．５３を回転自在に
装着すると共に、回転ブラケット５３．５３間に、互い
に平行に延びる一対のスライド軸５４．５４を固着した
構造を有するものである。そして各スライド軸５４．５
４は、アーム５５の先端部に設けたガイド部５６．５６
に、回転自在でかつ上下動自在に支持されてｉＪ）る。(Prior Art) As a conventional example of a drive device used to drive a robot hand, there can be mentioned, for example, a device described in Japanese Patent Application Laid-open No. 137852/1983. This drive device is shown in FIGS. 4 and 5, and this device consists of a pair of upper and lower bases 5
1.51 are connected by a rack 52, and each base 51.
Rotating brackets 53 and 53 are rotatably attached to each of the rotating brackets 51 and 51, and a pair of slide shafts 54 and 54 extending parallel to each other are fixed between the rotating brackets 53 and 53. and each slide shaft 54.5
4 is a guide portion 56.56 provided at the tip of the arm 55.
It is supported rotatably and movably up and down.

上記ラック５２にはピニオン５７が噛み合っているが、
このピニオン５７は、タイミングベルト５８によって、
歯車列５９を介して回転駆動されるものであって、この
ピニオン５７の回転によって、上記ラック５２及びベー
ス５１．５１全体が上下方向に駆動されるのである。一
方上記スライド軸５４．５４には、スプロケット６０が
固着されており、チェノ６１によってスプロケット６０
を回転駆動することにより、スライド軸５４．５４を回
転駆動し得るようなされている。A pinion 57 is engaged with the rack 52,
This pinion 57 is controlled by a timing belt 58.
It is rotationally driven through a gear train 59, and the rotation of this pinion 57 drives the rack 52 and the entire base 51, 51 in the vertical direction. On the other hand, a sprocket 60 is fixed to the slide shaft 54.54, and the sprocket 60 is fixed to the slide shaft 54.
By rotationally driving the slide shafts 54 and 54, the slide shafts 54 and 54 can be rotationally driven.

そして上記スライド軸５４．５４の下端部に、工具やハ
ンド等が装着されるのである。A tool, a hand, etc. are attached to the lower end of the slide shafts 54, 54.

（発明が解決しようとする問題点） ところで上記した従来の駆動装置においては、駆動機構
として、歯車列５９、ピニオン５７、ラック５２等を使
用しているために、その構成が大形化し、また重量が大
になってしまうという欠点があり、その結果、アーム５
５先端部の運動性が損なわれるという不具合が生じる。(Problems to be Solved by the Invention) However, in the conventional drive device described above, since the gear train 59, pinion 57, rack 52, etc. are used as the drive mechanism, the configuration is large and The disadvantage is that the weight becomes large, and as a result, arm 5
5. A problem arises in that the mobility of the tip end is impaired.

この発明は上記した従来の欠点を解決するためになされ
たものであって、その目的は、コンパクトでかつ軽量に
構成することができ、そのためロボット用ハンドの駆動
装置として使用する場合には、アーム先端部に充分な運
動性を確保することのできる軸の駆動装置を提供するこ
とにある。This invention was made in order to solve the above-mentioned conventional drawbacks, and its purpose is to make it compact and lightweight, so that when used as a drive device for a robot hand, the arm It is an object of the present invention to provide a shaft driving device that can ensure sufficient mobility at the tip.

（問題点を解決するための手段） そこでこの発明の軸の駆動装置においては、ねじ軸９に
軸方向に延びる凹溝１１を設け、一方本体フレーム１に
は、駆動源によって回転駆動されるナツト２を支持する
と共に、このナツト２に上記ねじ軸９を螺着し、さらに
上記本体フレーム１には、上記ねじ軸９の周囲において
、上記ねじ軸９と略同軸に回転駆動される回転体３を支
持し、この回転体３を上記とは別の駆動源によって回転
駆動すると共に、その内周部に上記凹溝１１と係合する
係合突部１３を設けである。(Means for Solving the Problems) Therefore, in the shaft drive device of the present invention, the threaded shaft 9 is provided with a concave groove 11 extending in the axial direction, and the main body frame 1 is provided with a nut that is rotationally driven by a drive source. 2, and the screw shaft 9 is screwed onto the nut 2. Furthermore, a rotary body 3 is mounted on the main body frame 1 and is driven to rotate approximately coaxially with the screw shaft 9 around the screw shaft 9. The rotating body 3 is rotatably driven by a drive source different from the one described above, and an engaging protrusion 13 that engages with the groove 11 is provided on the inner peripheral portion of the rotary body 3.

（作用） 上記装置においては、回転体３を固定した状態でナツト
２を回転駆動することによってねじ軸９の上下方向への
駆動が行え、一方図転体３を回転駆動することによって
ねじ軸９の回転駆動が行えることとなる。(Function) In the above device, the screw shaft 9 can be driven in the vertical direction by rotationally driving the nut 2 with the rotating body 3 fixed; This allows for rotational drive.

（実施例） 次にこの発明の軸の駆動装置の具体的な実施例について
、図面を参照しつつ詳細に説明する。(Embodiments) Next, specific embodiments of the shaft drive device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第１図において、１は本体フレームであって、この本体
フレーム１には、ナツト２と回転体３とが、同軸上に、
いずれも回転可能に支持されている。上記本体フレーム
１には、上下方向に延びる筒状部４が形成されており、
上記回転体３は、この筒状部４内に、複数のベアリング
５・・５を介して回転自在に嵌入されているのである。In FIG. 1, 1 is a main body frame, and a nut 2 and a rotating body 3 are coaxially mounted on this main body frame 1.
Both are rotatably supported. A cylindrical portion 4 extending in the vertical direction is formed in the main body frame 1.
The rotating body 3 is rotatably fitted into the cylindrical portion 4 via a plurality of bearings 5...5.

また上記回転体４の上部には、ベアリング６を介してナ
ツト２が載置されており、このナツト２の上端部は、ベ
アリング７を介して本体フレーム１における上側のフレ
ーム８に回転自在に支持されている。A nut 2 is placed on the upper part of the rotating body 4 via a bearing 6, and the upper end of the nut 2 is rotatably supported by an upper frame 8 of the main body frame 1 via a bearing 7. has been done.

一方第２図のように、ねじ軸９には、ねじ溝１０と、軸
方向に延びる複数条の凹溝１１とが形成されており、こ
のねじ軸９が、第１図のようにナツト２に螺着され、ナ
ツト２に設けたボール１２が上記ねし溝１０内に嵌入し
ているのである。なお上記凹溝１１はねじ軸９の全長に
わたって設けておくのが好ましい。そしてねじ軸９は、
回転体３の内方を貫通して下方へと延び、その下端部が
本体フレーム１の外部へと導出されている。このねじ軸
９の外端部が、工具やロボット用ハンドの取付けられる
部分となるのである。上記回転体３は上下２つの筒状体
３ａ、３ｂに分割構成されているが、各筒状体３ａ、３
ｂの内周部には、リニアベアリング１３．１３が取着さ
れており、そのボール１４ａ、１４ｂが上記ねじ軸９の
凹溝１１内に嵌入している。On the other hand, as shown in FIG. 2, the threaded shaft 9 is formed with a threaded groove 10 and a plurality of grooves 11 extending in the axial direction. The ball 12 provided on the nut 2 is fitted into the threaded groove 10. Note that the groove 11 is preferably provided over the entire length of the screw shaft 9. And the screw shaft 9 is
It extends downward through the inside of the rotating body 3, and its lower end is led out to the outside of the main body frame 1. The outer end of this screw shaft 9 becomes a part to which a tool or a robot hand is attached. The rotating body 3 is divided into two upper and lower cylindrical bodies 3a and 3b.
A linear bearing 13.13 is attached to the inner peripheral portion of b, and its balls 14a, 14b are fitted into the groove 11 of the screw shaft 9.

回転体３を上記のように分割構成したのは次のような理
由による。それは上記装置の組立時に、各筒状体３ａ、
　３ｂを互いに逆方向に回転させることにより、第３図
のように、一方の筒状体３ａ側のボール１４ａを凹溝１
１の一方の側壁１５ａに接触させると共に、他方の筒状
体３ｂのボール１４ｂを他方の側壁１５ｂに接触させ、
この状態で両筒状体３ａ、３ｂを固定し、これによりね
じ軸９の回転駆動時のバンクラッシュを除去するためで
ある。なお上記ナツト２比はプーリ１６が取着され、駆
動源（図示せず）によって駆動されるタイミングへルト
１７によって回転駆動し得るようなされており、また上
記回転体３にもプーリ１８が取着され、上記とは別の駆
動源（図示せず）によってタイミングベルト１９を介し
て回転駆動し得るようなされている。The reason why the rotating body 3 is divided into parts as described above is as follows. When assembling the above device, each cylindrical body 3a,
3b in opposite directions, the ball 14a on one cylindrical body 3a side is moved into the groove 1 as shown in FIG.
1, and the ball 14b of the other cylindrical body 3b is brought into contact with the other side wall 15b,
This is to fix both the cylindrical bodies 3a and 3b in this state, thereby eliminating bank rash when the screw shaft 9 is driven to rotate. A pulley 16 is attached to the nut 2 ratio so that it can be rotated by a timing belt 17 driven by a drive source (not shown), and a pulley 18 is also attached to the rotating body 3. The timing belt 19 can be rotated by a drive source (not shown) other than the one described above.

上記駆動装置において、ねじ軸９を上下方向に駆動する
のは、回転体３の回転を停止した状態において、タイミ
ングベルト１７及びプーリ１６を介してナツト２を回転
駆動することによって行う。In the drive device described above, the screw shaft 9 is driven in the vertical direction by rotating the nut 2 via the timing belt 17 and the pulley 16 while the rotation of the rotating body 3 is stopped.

一方ナソト２の回転を停止した状態において、タンミン
グベルト１９およびプーリ１８を介して回転体３を回転
駆動し、リニアベアリング１３とねし軸９の凹溝１１と
の係合を利用することによって、ねじ軸９の回転駆動を
行うのである。なおこのとき、ナツト２を固定した場合
には、ねじ軸９の回転に関連して、ねじ軸９に若干の上
下動が生ずることになるが、これはその分だけナツト２
を逆転させることにより補償する。On the other hand, when the rotation of the nasoto 2 is stopped, the rotating body 3 is rotationally driven via the tamming belt 19 and the pulley 18, and by utilizing the engagement between the linear bearing 13 and the groove 11 of the screw shaft 9. , to rotate the screw shaft 9. At this time, if the nut 2 is fixed, a slight vertical movement will occur in the screw shaft 9 in relation to the rotation of the screw shaft 9, but this will cause the nut 2 to move by that amount.
Compensate by reversing the

上記した軸の駆動装置においては、従来装置のように歯
車列、ビニオン、ランク等の駆動機構を使用する訳では
なく、上記のような簡素な構成の駆動機構を用いるため
に、装置全体をコンパクトでかつ軽量化することが可能
である。しかも従来のように上下方向の移動ストローク
が制限される訳ではなく、つまりねじ軸９を交換するだ
けの簡単な作業で、任意のストロークが得られることに
なり、使用上１、きわめて便利である。The shaft drive device described above does not use drive mechanisms such as gear trains, binions, ranks, etc. as in conventional devices, but uses a drive mechanism with a simple configuration as described above, making the entire device compact. It is possible to make it large and lightweight. Moreover, the vertical movement stroke is not limited as in the conventional case; in other words, any desired stroke can be obtained by simply replacing the screw shaft 9, which is extremely convenient for use. .

（発明の効果） この発明の軸の駆動装置は上記のように構成されたもの
であり、したがってこの発明装置は、装置全体をコンパ
クトでかつ軽量に構成することができ、そのためロボッ
ト用ハンドの駆動装置として使用する場合には、アーム
先端部に充分な運動性を確保することが可能である。(Effects of the Invention) The axis driving device of the present invention is configured as described above, and therefore, the device of the present invention can have a compact and lightweight configuration as a whole, and is therefore suitable for driving a robot hand. When used as a device, it is possible to ensure sufficient mobility at the tip of the arm.

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

第１図はこの発明の軸の駆動装置の一実施例を示す説明
図、第２図はねじ軸の形状を示す説明図、第３図はボー
ルと凹溝との係合状態を示す説明図、第４図および第５
図は従来例を示す説明図である。 １・・・本体フレーム、２・・・ナツト、３・・・回転
体、９・・・ねじ軸、１１・・・凹溝、１３・・・リニ
アヘアリング。 胃−」 第２図 第３図Fig. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the shaft driving device of the present invention, Fig. 2 is an explanatory diagram showing the shape of the screw shaft, and Fig. 3 is an explanatory diagram showing the state of engagement between the ball and the groove. , Figures 4 and 5
The figure is an explanatory diagram showing a conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Main body frame, 2... Nut, 3... Rotating body, 9... Screw shaft, 11... Concave groove, 13... Linear hair ring. Stomach - Figure 2 Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １、ねじ軸（９）に軸方向に延びる凹溝（１１）を設け
、一方本体フレーム（１）には、駆動源によって回転駆
動されるナット（２）を支持すると共に、このナット（
２）に上記ねじ軸（９）を螺着し、さらに上記本体フレ
ーム（１）には、上記ねじ軸（９）の周囲において、上
記ねじ軸（９）と略同軸に回転駆動される回転体（３）
を支持し、この回転体（３）を上記とは別の駆動源によ
って回転駆動すると共に、その内周部に上記凹溝（１１
）と係合する係合突部（１３）を設けたことを特徴とす
る軸の駆動装置。1. The screw shaft (9) is provided with a concave groove (11) extending in the axial direction, while the main body frame (1) supports a nut (2) that is rotatably driven by a drive source.
2), the screw shaft (9) is screwed onto the body frame (1), and the main body frame (1) further includes a rotating body that is rotationally driven approximately coaxially with the screw shaft (9) around the screw shaft (9). (3)
This rotating body (3) is rotationally driven by a drive source different from the above, and the groove (11) is formed in the inner circumference of the rotating body (3).
) A shaft driving device characterized in that it is provided with an engaging protrusion (13) that engages with the shaft.