JP2519749B2 - Robot power transmission device - Google Patents
Robot power transmission deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はロボットの動力伝達装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to a power transmission device for a robot.
（従来の技術） 従来、たとえばスカラ型ロボットでは第10図に示すよ
うに高速，高精度なアームの駆動を可能とするため、第
２アームの駆動モータを、第１アーム回転軸まわりの慣
性モーメントを下げる目的で、第１アーム回転中心上に
設置し、その出力をたとえばスチールベルトのような帯
状又は線状の高恒弾性材（以下、スチームベルトと呼
ぶ）で伝達し、第２アームを駆動する方法が特公昭61−
57158号公報に記載されている。(Prior Art) Conventionally, for example, in a SCARA type robot, in order to enable high-speed and high-accuracy driving of the arm as shown in FIG. Installed on the center of rotation of the first arm, and the output is transmitted by a belt-shaped or linear high-constant elastic material such as a steel belt (hereinafter referred to as a steam belt) to drive the second arm. How to do it
It is described in Japanese Patent No. 57158.
しかしながら、上記の動力伝達方法では第２アーム
（以下、アームと呼ぶ）の旋回範囲を広くとるため、第
11図に示すように、駆動軸側ドラム（第１のドラム）及
び従動軸側ドラム（第２のドラム）にスチールベルトが
２本並列に固定されている。一般にスチールベルトを用
いてアームを駆動する場合スチールベルトの曲げ応力を
増大させずにスチールベルトの剛性を上げるため幅の広
いスチールベルトが用いられている。However, in the above power transmission method, since the turning range of the second arm (hereinafter, referred to as arm) is wide,
As shown in FIG. 11, two steel belts are fixed in parallel to the drive shaft side drum (first drum) and the driven shaft side drum (second drum). Generally, when driving an arm using a steel belt, a wide steel belt is used to increase the rigidity of the steel belt without increasing the bending stress of the steel belt.
従って、上記のような２本並列に固定する方法では第
１アームの上下方向の厚さが増大してしまうという欠点
があった。Therefore, the method of fixing the two arms in parallel as described above has a drawback that the vertical thickness of the first arm increases.
さらに、このような従来技術では、スチールベルトの
張力の調節が困難であり、張力調節機構を新たに設ける
か組立時に特別の治具を必要とする。Further, in such a conventional technique, it is difficult to adjust the tension of the steel belt, and a tension adjusting mechanism is newly provided or a special jig is required at the time of assembly.
（発明が解決しようとする問題点） 上述したように従来のスチールベルトを用いたロボッ
トアームの動力伝達装置では種々の問題点を含んでい
た。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, the conventional power transmission device for a robot arm using a steel belt has various problems.
そこで、本発明では、コンパクトで旋回範囲が広く高
速，高精度なロボットアームの駆動を可能とする動力伝
達装置を提供することを目的としている。Therefore, an object of the present invention is to provide a power transmission device that is compact and has a wide turning range and that can drive a robot arm at high speed and with high accuracy.
（問題点を解決するための手段） 本発明のロボットの動力伝達装置においては、二つの
回転自在に支承されたドラムとスチールベルトと少なく
とも１つの回転自在に支承されたアイドラドラムによっ
て構成されている。(Means for Solving Problems) A power transmission device for a robot according to the present invention includes two rotatably supported drums, a steel belt, and at least one rotatably supported idler drum. .
（作用） 二つの回転自在に支承されたドラムにかけたスチール
ベルトをロボットアームを固着したドラムに固定し動力
を伝達する装置において、２つのドラムの中間に少なく
とも一つの回転自在に支承されたアイドラドラムを配置
することによりロボットアームを固着したドラムに巻か
れるスチールベルトの巻き付け角度を180度以上とする
ことができる。従ってそれに伴ないロボットアームの旋
回範囲も広げることが可能となる。(Operation) In a device for transmitting power by fixing a steel belt hung on two rotatably supported drums to a drum to which a robot arm is fixed, at least one idler drum rotatably supported in the middle of the two drums. By arranging, the winding angle of the steel belt wound around the drum to which the robot arm is fixed can be set to 180 degrees or more. Therefore, the turning range of the robot arm can be widened accordingly.
（実施例） 以下、図面を参照して本発明の実施例を示す。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第１図および第２図は本発明に係るロボットの動力伝
達装置の第１の実施例である。駆動モータ（１）の出力
は、減速機（２）（但し低速高トルクの駆動モータを用
いた場合には必要ない）に入力され、その出力により駆
動軸側ドラム（第１のドラム）（３）が回転させられ
る。スチールベルト（４）は駆動軸側ドラム（３）およ
び従動軸側ドラム（第２のドラム）（５）に固定されて
おり、スチールベルト（４）により動力が伝達され従動
軸側ドラムに固着されたアーム（６）は旋回する。なお
（７）はドラムとスチールベルトの固定部を表わしてい
る。従動軸側ドラム（５）付近には、アーム（６）の旋
回範囲を拡大するために、アイドラドラム（８）が設け
られている。アーム（６）の旋回範囲はアイドラドラム
（８）の径を小さくすることによりさらに拡大すること
ができるが、この場合スチールベルトの曲げ応力が増大
することを考慮しなければならない。1 and 2 show a first embodiment of a power transmission device for a robot according to the present invention. The output of the drive motor (1) is input to the speed reducer (2) (however, it is not necessary when a low-speed high-torque drive motor is used), and its output causes the drive shaft side drum (first drum) (3) ) Is rotated. The steel belt (4) is fixed to the drive shaft side drum (3) and the driven shaft side drum (second drum) (5), and the power is transmitted by the steel belt (4) and is fixed to the driven shaft side drum. The arm (6) swivels. In addition, (7) represents a fixed portion of the drum and the steel belt. An idler drum (8) is provided in the vicinity of the driven shaft side drum (5) in order to expand the turning range of the arm (6). The swing range of the arm (6) can be further expanded by reducing the diameter of the idler drum (8), but it must be taken into consideration that the bending stress of the steel belt is increased in this case.
しかし、従動軸側ドラム（５）よりアイドラドラム
（８）を大きな径にする必要はないので、アイドラドラ
ム（８）は最大でも従動軸側ドラム（５）と同径とな
る。この場合、第３図および第４図のように（スチール
ベルト固定位置（７）に注目）アーム（６）の旋回範囲
は約270度となり、最低でも約270度の旋回範囲を確保で
きる。アイドラドラム（８）を用いない場合の約180度
に対し90゜も旋回範囲を拡大できることになる。However, since it is not necessary to make the idler drum (8) larger in diameter than the driven shaft side drum (5), the idler drum (8) has the same diameter as the driven shaft side drum (5) at the maximum. In this case, as shown in FIGS. 3 and 4, the turning range of the arm (6) (focusing on the steel belt fixing position (7)) is about 270 degrees, and a turning range of at least about 270 degrees can be secured. This means that the turning range can be expanded by 90 ° compared to about 180 ° when the idler drum (8) is not used.
当然、従動軸側ドラム（５）の径が、スチールベルト
の強度に対して余裕がある場合には、アイドラドラム
（８）の径を従動軸側ドラム（５）の径より小さくする
ことができるので旋回範囲は270゜以上となる。Naturally, when the diameter of the driven shaft side drum (5) has a margin with respect to the strength of the steel belt, the diameter of the idler drum (8) can be made smaller than the diameter of the driven shaft side drum (5). Therefore, the turning range is 270 ° or more.
第１図および第２図で駆動軸側ドラム（３）が従動軸
側ドラム（５）に比べて大きいのは、駆動軸側ドラム
（３）付近にはアイドラドラム（８）を設けていないた
めであり、ベルトがドラムと接触している長さを等しく
する手段である。1 and 2, the drive shaft side drum (3) is larger than the driven shaft side drum (5) because the idler drum (8) is not provided near the drive shaft side drum (3). And is a means for equalizing the length of contact of the belt with the drum.
また、１本のスチールベルトを用いているので２本並
列に固定する場合に比べ第１アームの上下方向の厚さは
半分近くになる。Further, since one steel belt is used, the thickness of the first arm in the up-down direction becomes nearly half as compared with the case where two steel belts are fixed in parallel.
そして、張力の調節はアイドラドラム（８）によって
容易に行える。第５図および第６図は、本発明に係る第
２の実施例である。この実施例では、２つのアイドラド
ラム（７）を用いているため、駆動軸側ドラムの径を大
きくする必要がなくアームの旋回方向の幅を細くするこ
とができる。第７図および第８図は本発明に係る第３の
実施例である。この実施例では、スチールベルト（４）
の駆動を駆動モータ（１）と減速機（２）により行なう
のではなく、スチールベルト（４）にナット（９）を固
着し、このナットをモータ軸に固着したスクリュー（1
0）で直線移動させることにより従動軸側ドラム（５）
を回転させている。The tension can be easily adjusted by the idler drum (8). 5 and 6 show a second embodiment according to the present invention. In this embodiment, since the two idler drums (7) are used, it is not necessary to increase the diameter of the drive shaft side drum, and the width of the arm in the turning direction can be reduced. 7 and 8 show a third embodiment according to the present invention. In this example, a steel belt (4)
Is not driven by the drive motor (1) and the speed reducer (2), but the nut (9) is fixed to the steel belt (4), and the nut (1) is fixed to the motor shaft.
Driven shaft side drum (5)
Is rotating.
従って駆動軸側ドラム（３）には、スチールベルトを
固定する必要がないため、駆動軸側ドラム（３）を大径
にしたり、駆動軸側ドラム（３）付近にアイドラドラム
（８）を設ける必要はない。また、ナットに高精度でバ
ックラッシュのないダブルナット方式を用いれば、第1,
2の実施例では、減速機部のバックラッシュを低減する
ことができなかったのに対し、駆動モータ（１）からア
ーム（６）までガタやバックラッシュの極めて少ないア
ームの駆動装置を構成することができ、位置決め精度は
さらに向上する。Therefore, since it is not necessary to fix the steel belt to the drive shaft side drum (3), the drive shaft side drum (3) has a large diameter or an idler drum (8) is provided near the drive shaft side drum (3). No need. In addition, if you use a double nut system with high precision and no backlash for the nut,
In the second embodiment, it was not possible to reduce the backlash of the reduction gear unit, but it is necessary to configure an arm drive device with extremely little rattling or backlash from the drive motor (1) to the arm (6). The positioning accuracy is further improved.
第１〜第３の実施例では、１つのドラムに対し１つの
アイドラドラムを設けていたが、スペース的に問題がな
ければ１つのドラムに対し２つのアイドラムを設けるこ
とにより第９図に示すように同径のアイドラドラムを１
つ設けた場合、アームの旋回範囲が約270度であったの
に対し約300度まで拡大できる。１つの場合と同様アイ
ドラドラムの径を小さくできればさらに旋回範囲は拡大
できる。In the first to third embodiments, one idler drum is provided for one drum, but if there is no problem in space, two idler drums are provided for one drum, as shown in FIG. 1 idler drum of the same diameter
In the case of two arms, the swing range of the arm was about 270 degrees, but it can be expanded to about 300 degrees. As in the case of one, if the diameter of the idler drum can be reduced, the turning range can be further expanded.
なお、各実施例の図中では回転体の支承部やナットの
リニアモーションガイドは省略している。また、スチー
ルベルトはドラムに巻かれている状態をわかりやすくす
るため実際に用いるものに比べ厚めに表現している。In the drawings of each embodiment, the support portion of the rotating body and the linear motion guide of the nut are omitted. In addition, the steel belt is thicker than the one actually used in order to make it easier to see how it is wound around the drum.
以上詳述してきたように、本発明によれば、ドラムに
スチールベルトを固定し、さらにアイドラドラムを用い
ることによりコンパクトで旋回範囲が広く、高速，高精
度なロボットアームの駆動が可能となる。As described in detail above, according to the present invention, by fixing the steel belt to the drum and further using the idler drum, it is possible to drive the robot arm that is compact, has a wide turning range, and is fast and highly accurate.
第１図は本発明に係るロボットの動力伝達装置の第１の
実施例を示す平面図、第２図は第１図の側面図、第３図
はロボットアームの旋回範囲を説明する平面図、第４図
は第３図の側面図、第５図は本発明に係る第２の実施例
を示す平面図、第６図は第５図の側面図、第７図は本発
明の第３の実施例を示す平面図、第８図は第５図の側面
図、第９図はロボットアームの旋回範囲を説明する要部
平面図、第10図は従来のロボットの動力伝達装置を示す
側面図、第11図は第10図の要部平面図である。 １……駆動モータ（第２アーム駆動モータ） ２……減速機 ３……駆動軸側ドラム（第１のドラム） ４……スチールベルト ５……従動軸側ドラム（第２のドラム） ６……アーム（第２アーム） ７……ドラムとスチールベルトの固定部 ８……アイドラドラム ９……ナット 10……スクリユー 11……駆動モータ（第１アーム駆動モータ） 12……アーム（第１アーム）1 is a plan view showing a first embodiment of a power transmission device for a robot according to the present invention, FIG. 2 is a side view of FIG. 1, and FIG. 3 is a plan view for explaining a turning range of a robot arm, 4 is a side view of FIG. 3, FIG. 5 is a plan view showing a second embodiment according to the present invention, FIG. 6 is a side view of FIG. 5, and FIG. 7 is a third view of the present invention. FIG. 8 is a plan view showing an embodiment, FIG. 8 is a side view of FIG. 5, FIG. 9 is a plan view of an essential part for explaining a turning range of a robot arm, and FIG. 10 is a side view showing a conventional power transmission device for a robot. FIG. 11 is a plan view of an essential part of FIG. 1 ... Drive motor (second arm drive motor) 2 ... Reduction gear 3 ... Drive shaft side drum (first drum) 4 ... Steel belt 5 ... Driven shaft side drum (second drum) 6 ... … Arm (second arm) 7 …… Drum and steel belt fixed part 8 …… Idler drum 9 …… Nut 10 …… Screw 11 …… Drive motor (first arm drive motor) 12 …… Arm (first arm) )
Claims (1)
ラムにかけた帯状又は線状の高恒弾性材により前記ドラ
ムの一方に固着したロボットアームを旋回させる動力伝
達装置において、前記ロボットアームを固着した第２の
ドラムに前記高恒弾性材を固定し、少なくとも一つの回
転自在に支承されたアイドラドラムを第1,第２のドラム
の中間に配置し第２のドラムへの前記高恒弾性材の巻き
付け角度を180度以上としたことを特徴とするロボット
の動力伝達装置。1. A power transmission device for swiveling a robot arm fixed to one of the drums by a belt-shaped or linear high-constant elastic material applied to two rotatably supported first and second drums. The high-constant elastic material is fixed to a second drum to which a robot arm is fixed, and at least one rotatably supported idler drum is arranged in the middle of the first and second drums, and the second drum is connected to the second drum. A power transmission device for a robot, characterized in that the winding angle of the highly constant elastic material is 180 degrees or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62236134A JP2519749B2 (en) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | Robot power transmission device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62236134A JP2519749B2 (en) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | Robot power transmission device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6478784A JPS6478784A (en) | 1989-03-24 |
| JP2519749B2 true JP2519749B2 (en) | 1996-07-31 |
Family
ID=16996264
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62236134A Expired - Lifetime JP2519749B2 (en) | 1987-09-22 | 1987-09-22 | Robot power transmission device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2519749B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7300373B2 (en) | 2003-03-31 | 2007-11-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power transmission mechanism and manipulator |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5593654B2 (en) * | 2009-08-31 | 2014-09-24 | 日本精工株式会社 | Robot joint |
| JP2011156613A (en) * | 2010-01-29 | 2011-08-18 | B L Auto Tec Kk | Arm drive mechanism and manipulator with the same |
| KR102285254B1 (en) * | 2013-08-26 | 2021-08-03 | 브룩스 오토메이션 인코퍼레이티드 | Substrate transport apparatus |
-
1987
- 1987-09-22 JP JP62236134A patent/JP2519749B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7300373B2 (en) | 2003-03-31 | 2007-11-27 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power transmission mechanism and manipulator |
| US7850563B2 (en) | 2003-03-31 | 2010-12-14 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Power transmission mechanism and manipulator |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6478784A (en) | 1989-03-24 |
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