CN101190524A - 臂部驱动装置及工业用机器人 - Google Patents
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Abstract
一种臂部驱动装置(1)，可提高臂部的动作速度和动作精度。本发明的臂部驱动装置(1)具有：可旋转地与基座(9)上的第1关节部(2)连接的第1臂部(5)；可旋转地与位于第1臂部(5)的前端侧的第2关节部(3)连接的第2臂部(6)；与位于第2臂部(6)的前端侧的第3关节部(4)连接的第3臂部(10)；设在第1臂部(5)的第1关节部(2)侧的第1同步带轮(11)；设在第1臂部(5)的第2关节部(3)侧的第2同步带轮(12)；挂设在第1同步带轮(11)与第2同步带轮(12)之间、当第1臂部(5)旋转时对第2臂部(6)的旋转量进行限制的第1同步皮带(15)；在第1关节部(2)及第2关节部(3)的一方或两方分别将旋转力传递给第1臂部(5)及第2臂部(6)的合计2个以上的驱动源(7、25)。
Description
技术领域
本发明涉及分别使连接的多个臂部旋转而可进行所需伸缩动作的臂部驱动装置及工业用机器人，更详细地说，涉及可提高臂部动作速度和动作精度的臂部驱动装置及具有该臂部驱动装置的工业用机器人。
背景技术
分别使连接的多个臂部旋转而可进行所需伸缩动作的臂部驱动装置例如用作为使载放在箱盒中的显示装置用的玻璃基板和半导体晶片等工件移动到成膜装置内等的多关节机器人。
这种臂部驱动装置，若例如用专利文献1所记载的图3及其符号进行说明，则其结构是，将由臂部关节部2、3、4连接成可旋转的臂部5、6连接多个，将设置在基座9上的驱动电动机7所产生的旋转力传递给臂部5、6而由多个臂部5、6进行伸缩动作。更详细地说，在可旋转地与基座9连接的第1臂部5的前端部上连接着可旋转的第2臂部6，使这些臂部5、6旋转的旋转力从设在基座9上的驱动电动机7经带轮19、同步皮带21、同步带轮20而传递到第1、第2臂部5、6，使该臂部5、6进行伸缩动作。在第1臂部5的两端部设置同步带轮11、12，这些2个同步带轮11、12，被旋转连接成，利用1个同步皮带15或2个同步皮带15、16而可使臂部5、6之间联动。另外，其它的同步带轮13、14也设在第2臂部6的两端以进一步使其它的机械手10联动。
在上述臂部驱动装置中，通过将第1臂部5的基座侧的同步带轮11、第1臂部的第2臂部侧的同步带轮12、第2臂部12的机械手侧的同步带轮14之间的旋转角度比设为1∶2∶1，从而各臂部进行伸缩运动，机械手10的轨迹进行直线运动。这种臂部的伸缩运动，由于是各带轮间由同步皮带连接，且各带轮的旋转角度比设为1∶2∶1，其结果，可用一个驱动电动机7来实现臂部的伸缩运动。驱动电动机7的设置位置，以往设在第1臂部5的根部附近的基座9或第1臂部5的前端侧(第2臂部侧)。
专利文献1：日本特开2000-6079号公报(图3)
最近，液晶显示器和等离子显示器等越来越大型化，它们所使用的玻璃基板等也大面积化。另一方面，为进一步提高生产率，要求臂部驱动装置有更快速的动作和较高的动作精度。即，要求能以更快速的动作和良好精度搬送大面积的玻璃基板等的搬送机器人。
欲用比以往快速的动作搬送大型且有重量的玻璃基板等，就必须将上述的具有以往臂部驱动装置的电动机更换为更大功率的电动机。但是，由于臂部结构上的制约和臂部动作上的制约，故不能将臂部的框架结构过分做厚，其结果，不能将更大功率的电动机安装在臂部轴或臂部的框架结构内。
另外，在以往的臂部驱动装置中，欲用快速的动作搬送大型且有一定重量的玻璃基板等，尤其在停止时臂部位置有时超过规定位置而超限，难以提高其动作精度，且难以将偏位的臂部回复到原来位置，有可能产生不能用于近年来以狭小间距形成的基板搬送箱盒的问题。
发明内容
本发明是为解决上述问题而作成的，其目的在于提供一种能提高臂部动作速度和动作精度的臂部驱动装置及具有该臂部驱动装置的工业用机器人。
用于解决上述问题的本发明的臂部驱动装置，可使由关节部连接的多个臂部伸缩动作，其特征在于，具有：可旋转地与基座上的第1关节部连接的第1臂部；可旋转地与位于所述第1臂部前端侧的第2关节部连接的第2臂部；与位于所述第2臂部前端侧的第3关节部连接的第3臂部；设在所述第1臂部的第1关节部侧的第1同步带轮；设在所述第1臂部的第2关节部侧的第2同步带轮；挂设在所述第1同步带轮与所述第2同步带轮之间的、在所述第1臂部旋转时限制所述第2臂部旋转量的同步皮带；在所述第1关节部及所述第2关节部的一方或两方将旋转力分别传递给所述第1臂部及所述第2臂部的合计2个以上的驱动源。
采用本发明，由于在所述第1关节部及所述第2关节部的一方或两方具有将旋转力分别传递给所述第1臂部及所述第2臂部的合计2个以上的驱动源，故可利用与各臂部对应的驱动源分别驱动第1臂部及第2臂部。其结果，即使在搬送大型且有一定重量的玻璃基板等的场合，也可提高其搬送速度。此外，采用本发明，由于具有当第1臂部旋转时限制第2臂部旋转量的同步皮带，故可将以往那样由1个驱动源对臂部整体进行伸缩动作时所产生的停止时的第2臂部的偏位由该同步皮带进行限制而提高停止时的位置精度。因此，采用本发明的臂部驱动装置，不用将臂部的框架结构做得过分厚、且不用轻易更换为大功率的电动机，就能以比以往大的动作速度和动作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
另外，用于解决上述问题的本发明的臂部驱动装置，可使由关节部连接的多个臂部伸缩动作，其特征在于，具有：可旋转地与基座上的第1关节部连接的第1臂部；可旋转地与位于上述第1臂部前端侧的第2关节部连接的第2臂部；与位于上述第2臂部前端侧的第3关节部连接的第3臂部；设在上述第1臂部的第1关节部侧的第1同步带轮；设在上述第1臂部的第2关节部侧的第2同步带轮；挂设在上述第1同步带轮与上述第2同步带轮之间的、当所述第1臂部旋转时限制所述第2臂部旋转量的同步皮带；设在所述基座上的所述第1臂部驱动用的第1驱动源；将所述第1驱动源的旋转力传递给所述第1臂部的第1传递装置；设在所述基座或所述第1臂部上的所述第2臂部驱动用的第2驱动源；将所述第2驱动源的旋转力传递给所述第2臂部的第2传递装置。
采用本发明，由于将第1臂部驱动用的第1驱动源设在基座上，将第2臂部驱动用的第2驱动源设在基座或第1臂部上，故可利用各臂部驱动用的驱动源分别对第1臂部及第2臂部进行驱动。其结果，即使在搬送大型且有一定重量的玻璃基板等的场合，也可提高其搬送速度。此外，采用本发明，由于具有当第1臂部旋转时限制第2臂部旋转量的同步皮带，故可将以往那样由1个驱动源对臂部整体进行伸缩动作时所产生的停止时的第2臂部的偏位由该同步皮带进行限制而提高停止时的位置精度。因此，采用本发明的臂部驱动装置，不用将臂部的框架结构做得过分厚、且不用轻易更换为大功率的电动机，就能以比以往大的动作速度和动作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
在上述本发明的臂部驱动装置中，最好构成为：所述第1传递装置具有第1减速机，所述第2传递装置具有第2减速机。
采用本发明，将第1驱动源的旋转力传递给第1臂部的第1传递装置具有第1减速机，将第2驱动源的旋转力传递给第2臂部的第2传递装置具有第2减速机，因此，利用第1、第2减速机，可产生机器人所需的转矩。换言之，由于使用第1、第2减速机，故可将难以产生机器人所需的转矩的伺服电动机用作为驱动源。其结果，能以比以往大的动作速度和动作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
在上述本发明的臂部驱动装置中，最好构成为：所述臂部的伸缩动作是在所述第1关节部与所述第3关节部的延长线上进行伸缩的动作。
采用本发明，例如通过独自控制第1驱动源和第2驱动源的旋转，就可将臂部的伸缩动作作成在第1关节部与第关节部的延长线上进行伸缩的动作。另外，采用本发明，通过第1臂部进行旋转使对第2臂部的旋转量进行限制的同步皮带以及通过将例如第1同步带轮与第2同步带轮和在第2臂部的第3臂部侧的关节部(第3关节部)上设置的带轮(第3同步带轮)的旋转角度比设为1∶2∶1，从而可由所述同步皮带例如对在伸缩动作停止时所发生的偏位进行限制，因此，可在第1关节部与第3关节部的延长线上进行精度良好的臂部的伸缩动作。
用于解决上述问题的本发明的工业用机器人的特征是，具有上述本发明的臂部驱动装置。
采用该发明，可提供一种能以比以往大的动作速度和动作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等的工业用机器人。
在上述的本发明的工业用机器人中，最好具有二组所述臂部驱动装置，在轴向配置各臂部驱动装置的所述第1关节部，并将各第2臂部相互配置成相对。
采用该发明，由于具有二组臂部驱动装置，在轴向配置各臂部驱动装置的第1关节部，并将各第2臂部之间配置成相对，故可将该臂部驱动装置所具有的手臂(第3臂部)设在上下方向的接近位置，可实现所谓的双驱动。其结果，能用各组的手臂交替地对以狭小间距形成的基板搬送箱盒中放置的玻璃基板等进行搬出、搬入，可提高搬送速度。
采用本发明的臂部驱动装置，由于可利用与各臂部对应的驱动源分别对第1臂部及第2臂部驱动，故即使在搬送大型且具有一定重量的玻璃基板等的场合，也可提高其搬送速度。此外，采用本发明的臂部驱动装置，可用同步皮带对以往由1个驱动源进行臂部整体伸缩动作时所产生的停止时的第2臂部的偏位进行限制从而可提高停止时的位置精度。因此，不用过分将臂部的框架结构做厚，另外不用轻易更换为大功率的电动机，就能以比以往大的动作速度和动作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
采用本发明的工业用机器人，由于能以比以往大的动作速度和动作精度搬送大型的液晶显示板或PDP板等所使用的大面积的玻璃基板等，故可提高这些显示板的制造线的速度并提高制造效率。
附图说明
图1是表示本发明的工业用机器人的一例子的立体图。
图2是表示本发明的臂部驱动装置的一例子的剖视图。
图3是第1关节部的放大剖视图。
图4是第2关节部的放大剖视图。
图5(A)是第1臂部的透视俯视图，(B)是第2臂部的透视俯视图。
图6是表示本发明的臂部驱动装置的臂部伸缩动作的说明图。
图7是表示双臂部式工业用机器人的一例子的立体图。
图8是图7所示的双臂部式机器人的主视图。
具体实施方式
下面，根据附图说明用于实施本发明的最佳形态。本发明的臂部驱动装置及工业用机器人，在具有其技术特征的范围内，并不限于下面的说明及附图。
图1是表示本发明的工业用机器人的一例子的立体图。本发明的工业用机器人如图1所示，具有使利用各关节部2、3、4连接的多个臂部5、6、10进行伸缩动作的臂部驱动装置1。第1～第3臂部5、6、10的伸缩动作，通过设在第1关节部2及第2关节部3的一方或两方的将旋转力分别传递给第1臂部5及第2臂部6的合计2个以上的驱动源来进行。具有这种臂部驱动装置1的工业用机器人用作为例如将放置在基板搬送箱盒中的显示装置用的玻璃基板或半导体晶片等的工件8搬送到成膜装置内等的多关节机器人。在图1中，符号25表示设置了臂部驱动装置1的工业用机器人的本体部，符号10a表示第3臂部(手臂)所具有的2个平行的支承框架。下面对臂部驱动装置1进行详细说明。
(臂部驱动装置)
图2是表示本发明的臂部驱动装置的一例子的剖视图。图3是第1关节部2的放大剖视图，图4是第2关节部3的放大剖视图。另外，图5(A)是第1臂部的透视俯视图，(B)是第2臂部的透视俯视图。本发明的臂部驱动装置1如图1及图2所示，具有：可旋转地与基座9上的第1关节部2连接的第1臂部5；可旋转地与位于第1臂部的前端侧的第2关节部3连接的第2臂部6；与位于第2臂部6的前端侧的第3关节部4连接的第3臂部10(也称为手臂10)。第3臂部10是对液晶用基板或晶片等工件8进行搭载搬送用的手臂，如图1所示，也可在一端具有搭载部，也可分别在两端具有搭载部。
此外，如图2及图5所示，该手臂驱动装置1具有：设在第1臂部5的第1关节部2侧的第1同步带轮11；设在第1臂部5的第2关节部3侧的第2同步带轮12；设在第2臂部6的第2关节部3侧的第3同步带轮13；设在第2臂部6的第3关节部4侧的第4同步带轮14。并且，在第1同步带轮11与第2同步带轮12之间挂设第1同步皮带15。该第1同步皮带15起到第1臂部5旋转时对第2臂部6的旋转量进行限制的作用。另外，在第3同步带轮13与第4同步带轮14之间挂设第2同步皮带24。该第2同步皮带24也起到第2臂部6旋转时对第3臂部10的旋转量进行限制的作用。
作为将驱动力赋予由这种各同步带轮和各同步皮带构成的驱动力传递装置的驱动源，如图2所示，可在第1关节部2及第2关节部3的一方或两方设置将旋转力分别传递给第1臂部5及第2臂部6的合计2个以上的驱动源(第1驱动电动机7及第2驱动电动机25)。具体地说，如图2～图4所示，可在第1关节部2附近的基座9上设置第1臂部驱动用的第1驱动电动机7，在第2关节部3附近的第1臂部上设置第2臂部驱动用的第2驱动电动机25。
同步带轮19与第1臂部驱动用的第1驱动电动机7连接，在该同步带轮19与设在第1臂部5的驱动轴18上的同步带轮20之间挂设同步皮带21。利用这种驱动力传递装置，将第1驱动电动机7的驱动力传递给第1臂部5，使第1臂部5旋转。该第1驱动电动机7也可是与第1臂部5的驱动轴18直接连接的，但有时第1臂部5在驱动时的冲击直接影响到第1驱动电动机7，故本实施形态中，设置了上述那样的驱动力传递装置。另外，最好将伺服电动机用作为第1驱动电动机7，在该场合最好设置第1减速机16。第1减速机16可与第1驱动电动机7直接连接，也可与第1臂部5的驱动轴18直接连接，无论那种场合，都可在该第1减速机16上设置所述任一同步带轮19或20。该第1减速机16使第1驱动电动机7(伺服电动机)的转速减速到l/nl。作为减速机，例如应该是将行星齿轮夹入在中心轴(输入轴)与可旋转的轴套(输出轴)之间，以一定比例将输入转速减速并向逆向输出的轴接头那样的结构，但并不限于此。
如图2及图3所示，第1同步带轮11是例如通过由多个螺栓26和垫圈27构成的固定装置固定在带轮固定部17上的。这里所称的带轮固定部17是指例如图3所示的设有凸缘部17a的连接筒17，但也可作成与设在本体部25上部上的基座9形成为一体的另一构件。在带轮固定部17的凸缘部17a的上表面，沿周状均等配置地设置与螺栓26螺合的多个螺纹孔28。另外，在与螺纹孔28对应的位置的同步带轮11上设置使螺栓26通过的贯通孔29。
在设在第1臂部5的第1关节部2侧的第1同步带轮11与设在第1臂部5的第2关节部3侧的第2同步带轮12之间挂设第1同步皮带15。该第1同步皮带15的材质不特别限定，可以是钢带，也可是氯丁橡胶皮带、丁腈橡胶皮带、尿烷橡胶皮带等橡胶皮带，当然也可是将钢带和橡胶皮带组合后的混合皮带。另外，为了将第1同步皮带15作成适当的张力，也可设置空转轮(未图示)。空转轮可用能微调的机构设置，可对第1同步皮带15的张力进行调节。
另一方面，如图2及图4所示，在第1臂部5的第2关节部3侧附近设置第2臂部驱动用的第2驱动电动机25。具体如图5所示，设在第1同步皮带15的内侧的空间内。同步带轮26与该第2驱动电动机25连接，来自第2驱动电动机25的驱动力由从同步带轮26经同步皮带28而至同步带轮27的驱动力传递装置来传递。该同步带轮27与第2臂部6的连接筒22连接。因此，第2驱动电动机25使该连接筒22旋转，可使第2臂部3旋转。
另外，挂设了第1同步皮带15的第2同步带轮12也与上述的同步带轮27相同，与第2臂部6的连接筒22连接。因此，第2驱动电动机25如上所述在使第2臂部6旋转的同时，经由第2同步带轮12、第1同步皮带15而使第1同步带轮11旋转。因此，利用第2驱动电动机25的旋转，第2臂部6就相对于第1臂部5旋转。
第2驱动电动机25也可直接与第2臂部6的连接筒22连接，但由于有时第2臂部6在驱动时的冲击直接影响到第2驱动电动机25，故与上述第1驱动电动机7相同，在本实施形态中设置上述那样的驱动力传递装置。另外，与上述第1驱动电动机7相同，最好将伺服电动机用作为第2驱动电动机25，最好在该场合设置第2减速机29。第2减速机29也可直接与第2驱动电动机25连接，也可直接与第2臂部6的连接筒22连接，不管哪种场合都在该第2减速机29的外周设置所述的任一同步带轮26或27。该第2减速机29使第2驱动电动机25(伺服电动机)的转速减速到l/nl。作为减速机，例如应该是将行星齿轮夹入在中心轴(输入轴)与可旋转的轴套(输出轴)之间，以一定比例将输入转速减速并向逆向输出的轴接头那样的结构，但其只是一个例子，并不限于此。
在图2中，第2驱动电动机25设在第2关节部3的附近，但并不限于此，也可设在第1关节部2的附近，例如与第1驱动电动机7并排。在该场合，第2减速机29最好设在第2关节部3的附近，以减少损失。
在设在第2臂部6的第2关节部3侧的第3同步带轮13与设在第2臂部6的第3关节部4侧的第4同步带轮14之间挂设第2同步皮带24。与上述第1同步皮带15相同，该第2同步皮带24的材质也不特别限定，可以是钢带，也可是氯丁橡胶皮带、丁腈橡胶皮带、尿烷橡胶皮带等橡胶皮带，当然也可是将钢带和橡胶皮带组合后的混合皮带。另外，为了将第2同步皮带24作成适当的张力，也可设置空转轮(未图示)。空转轮可用能微调的机构设置，可对第2同步皮带24的张力进行调节。
第1臂部5所具有的第1同步带轮11与第2同步带轮12的轴间距离、第2臂部6所具有的第3同步带轮13与第4同步带轮14的轴间距离是相同的长度。并且，第1同步带轮11的齿数与第2同步带轮12的齿数之比是2∶1，第3同步带轮13的齿数与第4同步带轮14的齿数之比是1∶2。因此，由于第1关节部2的带轮的齿数、第2关节部3的带轮的齿数、第3关节部4的带轮的齿数之比是2∶1∶2，故各自的带轮的旋转角度比是1∶2∶1的关系。
图6是表示本发明的臂部驱动装置的臂部伸缩动作的说明图。对于具有上述旋转角度比的臂部驱动装置，对从图6(A)所示的弯曲状态动作成图6(B)所示的伸长状态的场合进行说明。在从第1臂部5与第2臂部6弯曲的状态使其伸长的场合，首先驱动第1驱动电动机7使第1臂部5相对于基座9旋转。这样，由于第1臂部5相对于基座9及基座侧的第1同步带轮11旋转，故第2关节部3侧的第2同步带轮12相对于第1臂部5旋转。通过该第2同步带轮12的相对于第1臂部5的旋转，第2臂部6就相对于第1臂部5旋转，同时第3同步带轮13相对于第2臂部6旋转。通过第3同步带轮13相对于第2臂部6旋转，第4同步带轮14就相对于第2臂部6旋转，从而第3臂部10旋转。
并且，如上所述，第1臂部5与第2臂部6是相同的长度，同时各个带轮的旋转角度比是1∶2∶1的关系，因此，通过使第1臂部5旋转，第1臂部5与第2臂部6的角度产生变化，第3臂部10以一定的朝向在将第1臂部5的第1同步带轮11中心与第2臂部6的第4同步带轮14中心连接起来的直线上移动。
在这种伸缩动作中，挂设在第1关节部2与第2关节部3之间的第1同步皮带15起到在由第1驱动电动机7使第1臂部5旋转时对第2臂部6的旋转量进行限制的功能。另外，第1驱动电动机7和第2驱动电动机25由控制程序控制，其输出功率的差异等也由控制程序修正。另一方面，挂设在第2关节部3与第3关节部4之间的第2同步皮带24，也起到在由第2驱动电动机25使第2臂部6旋转时对第2臂部6的旋转量进行限制的功能。即，在本发明的臂部驱动装置1中，第1臂部5的驱动由第1驱动电动机7独自控制，第2臂部6的驱动由第2驱动电动机25独自控制成与所述第1臂部5的旋转同步，例如，如将重的玻璃基板作为工件8进行搬送时那样，停止时第2臂部6越程而过分旋转的场合，对第2臂部6的旋转量进行限制的第1同步皮带15成为阻力并作用成妨碍第2臂部6越程。另外同样地，在停止时第3臂部10越程而过分旋转的场合，对第3臂部10的旋转量进行限制的第2同步皮带24成为阻力并作用成妨碍第3臂部10的越程。
上述的本发明的臂部驱动装置1通过其基座9以可升降和旋转的状态设置在机器人本体部上而得到支承。由此，通过第1臂部5与第2臂部6的弯曲伸展可改变使第3臂部10直线运动的高度和方向。
采用如上构成的臂部驱动装置1，由于在基座9设置第1臂部驱动用的第1驱动源7，且在基座9或第1臂部5上设置第2臂部驱动用的第2驱动源25，故可利用各臂部驱动用的驱动源7、25分别对第1臂部5和第2臂部6驱动。其结果，即使在搬送大型且有一定重量的玻璃基板等的场合，也可提高其搬送速度。此外，采用本发明，由于具有当第1臂部5旋转时对第2臂部6的旋转量进行限制的同步皮带15、24，故将以往那样由1个驱动源对臂部整体进行伸缩动作时所产生的停止时的第2臂部6的偏位由该同步皮带15、24进行限制，从而可提高停止时的位置精度。因此，采用本发明的臂部驱动装置1，不将臂部的框架结构做得过分厚、且不轻易更换为大功率的电动机，就能以比以往快的动作速度和动作精度搬送大型且有一定重量的玻璃基板等。
在本发明的臂部驱动装置1中，由于设置了第2驱动电动机25，故可不加大第1驱动电动机7的功率就可进行动作。另外，即使不提高挂设在2个关节部间的同步皮带的刚性，与以往技术相比也可以高速使臂部驱动动作。此外，由于设置有被控制成与第1驱动电动机7同步且独立进行驱动的第2驱动电动机25，故即使第1驱动电动机7与第2驱动电动机25中任一方停止(或功率下降)，可由另一方的驱动电动机使臂部驱动装置1动作(成为低速)。其结果，可提高紧急时的安全性。另外，由于在第2驱动电动机25上设置第2减速机29，由同步皮带28传递旋转力，故可由皮带吸收振动等的扰动。
此外，采用本发明的臂部驱动装置1，在第2关节部3的附近设置了第2驱动电动机25，但也可在第1关节部2附近设置该第2驱动电动机25，由第1驱动电动机7和第2驱动电动机25两者对第1关节部2进行旋转驱动。根据需要，若提高同步皮带的刚性，则不加大驱动电动机的功率就可提高臂部的速度。
另外，驱动电动机等的驱动源也可是2个以上。例如，也可设置与上述本实施形态所示的对第1关节部2进行驱动的第1驱动源分开的驱动源，由这些第1驱动源和分开的驱动源这两者的驱动源对第1关节部2进行旋转驱动。另外，各电动机的输出功率既可是相同的也可是不同的。在使用输出功率不同的电动机场合，必须由电动机驱动用的控制程序进行同步等的控制。第2驱动电动机25与同步带轮27的驱动力传递装置不限定于同步皮带28，也可是皮带以外的传递装置。例如，可以是齿轮的装置，也可以是将驱动电动机25直接与连接轴22连接的结构。
上述的实施形态是本发明的较佳实施形态的一例子，但并不限于此，在不脱离本发明宗旨的范围内可作各种变形。例如在本实施形态中，将臂部驱动装置1用于使工件8直线运动的多关节式机器人，但不限于此，也可用于不作直线运动的无向量式的多关节式机器人等。此外，在本实施形态中，对于手臂即第3臂部10以外的臂部5、6使用了两个，但并不限于此，也可做成具有3个以上臂部的结构。
(双臂式机器人)
下面说明双臂式的工业用机器人。图7是表示双臂式的工业用机器人的一例子的立体图，图8是其主视图。图7及图8所示的双臂式机器人50，具有二组利用关节部2、3、4而可旋转地连接并传递旋转驱动源产生的旋转力来进行所需动作的臂部驱动装置1，沿上下(或轴向)配置设在二组臂部驱动装置1、1’上的基座9侧的第1关节部2的旋转中心轴。由于二组臂部驱动装置1、1’是上述的本发明的臂部驱动装置，故其详细结构是上述那样，用相同符号表示，省略说明。
双臂式机器人50具有二组臂部驱动装置1、1’，将一方的臂部驱动装置1作成供给用，将另一方的臂部驱动装置1’作成取出用，可同时进行工件8的供给动作和另一工件8的取出动作。另外，在该双臂式机器人50中，由臂部驱动装置1保持工件8的手臂10构成为可沿图7中箭头X所示的工件8的取出、供给方向进行直线移动。将与手臂10的移动平面正交的图7中箭头Z所示的方向作成上下方向。
双臂式机器人50具有使设有臂部驱动装置1的基座9向上下移动的上下移动机构51，利用该上下移动机构51，可调节臂部驱动装置1的上下位置。另外，上下移动机构51的基座53设成可旋转，就可使双臂式机器人50旋转而改变方向。此外，在该双臂式机器人50中，在图7中箭头Y所示的方向即分别与手臂10的移动方向和基座9的上下移动方向正交的方向，将基座53设成相对于导轨构件54可移动，从而可调节上下移动机构51的位置。
二组臂部驱动装置1、1’不会互相干涉地沿上下方向相对地分别配置在基座9上。即，二组臂部驱动装置1、1’配置成上下对称以使第1关节部2的旋转中心轴在同轴上。由此，可不互相接触且接近地配置二组臂部驱动装置1、1’，可高效地进行工件的供给动作和另一工件的取出动作。另外，对于二组臂部驱动装置1、1’来说，在臂部驱动装置1移动到收缩位置时，第2关节部3同时处于向手臂10的移动方向侧方突出的方向上。此外，将二组臂部驱动装置1、1’安装在基座9上的位置作成偏置，以使第1关节部2的旋转中心相对基座53的旋转中心处于偏心位置即处于第2关节部3的相反侧，且处于与工件8的取出、供给方向正交的方向。
如图8所示，本发明的手臂式机器人50，第1驱动电动机7设在基座9上，第2驱动电动机25设在第1臂部5的第2关节部3附近，但它们都可设在互相不产生干扰的位置。尤其第2驱动电动机25，既配置在上侧的臂部驱动装置1的上表面侧，也配置在下侧的臂部驱动装置1’的下表面侧。
上下移动机构51，位于工件8的取出、供给方向即臂部驱动装置1的收缩方向的侧部，例如，在立柱52的侧面使基座9滑动移动。本发明的双臂式机器人50是将二组臂部驱动装置1、1’上下对称重叠配置，当手臂10向收缩位置移动时，使第2关节部3所突出的方向为同一方向，由此，可在臂部驱动装置1的第2关节部3不突出的侧部配置上下移动机构51。
采用如此构成的双臂式机器人50，可利用二组臂部驱动装置1、1’使手臂10向图7中的X方向伸缩，另外根据需要，可利用上下移动机构51对臂部驱动装置1调节图7中的Z方向的上下位置，并且利用基座53的旋转而进行旋转，再调节图7中的Y方向的位置，可适当且有效地进行工件8的供给作业和工件8的取出作业。
此外，可将双臂式机器人50的占有空间构成得较小。即，二组臂部驱动装置1、1’配置成上下对称，基端的第1关节部2的旋转中心轴配置在同一轴上，并且在当手臂10向收缩位置移动时，使第2关节部3所突出的方向为同一方向，因此，双臂式机器人50的旋转半径变小，可减小双臂式机器人的占有空间。
此外，由于上下移动机构51位于臂部驱动装置1的伸缩方向的侧部，故可降低臂部驱动装置1的最下位置，双臂式机器人50的能处理的高度下降，可扩大臂部驱动装置1的可作业范围。另外，由于在立柱52的侧面使基座9滑动移动地构成，故即使在必须将上下移动方向的行程设计得大的场合，与以多级可伸缩结构等构成上下移动机构51的场合相比，不用使机构复杂化、大型化就可对付。另外，由于将二组臂部驱动装置1、1’重叠成上下对称配置，故即使将上下移动机构51配置在臂部驱动装置1的侧面也不会较大地占有设置空间。
上述的实施形态是本发明的较佳的实施例一个例子，并不限于此，在不脱离本发明的宗旨的范围内可作各种变形。例如，在上述的本实施形态中，作为臂部驱动装置1使用了向图7中的X方向伸缩式的结构，但并不限于此，例如，也可在平面上将臂部驱动装置1构成为具有3自由度的形式。不限定于将二组臂部驱动装置1、1’上下重叠配置以使成为基端的第1关节部2的旋转中心轴成为相同轴。
上下移动机构51不特别限于上述的实施形态那样利用立柱52的形态，也可作成以往那样的由多级可伸缩结构等构成的升降机构和C形框架(都未图示)所组成的移动构件。在该场合，在C形框架的上端和下端分别将臂部驱动装置配置成在上下方向相对，以使第1关节部2的旋转中心轴在同一轴上。另外，也可将基座53固定成可旋转，省却导轨构件54。
另外，并不限于二组臂部驱动装置1、1’相对配置的结构，也可将同样构成的二组臂部驱动装置1、1’上下并排配置，以使成为基端的第1关节部2的旋转中心轴在同一轴上。在该场合，二组臂部驱动装置1、1’的上下轴向的间隔与相对配置的场合相比是较大的，但可获得构成二组臂部驱动装置1、1’的零件的通用化。另外，也可将2个以上的多个臂部驱动装置1构成为上下重叠配置，以使成为基端的第1关节部2的旋转中心轴在同一轴上。在该场合也与将2个以上的多个臂部驱动装置1配置在同一平面上的场合相比，不会增大机器人的设置空间，可利用多个臂部驱动装置1来提高作业的多样性。
Claims (6)
1.一种臂部驱动装置，可使由关节部连接的多个臂部伸缩动作，其特征在于，具有：
可旋转地与基座上的第1关节部连接的第1臂部；
可旋转地与位于所述第1臂部前端侧的第2关节部连接的第2臂部；
与位于所述第2臂部前端侧的第3关节部连接的第3臂部；
设在所述第1臂部的第1关节部侧的第1同步带轮；
设在所述第1臂部的第2关节部侧的第2同步带轮；
挂设在所述第1同步带轮与所述第2同步带轮之间的、在所述第1臂部旋转时限制所述第2臂部旋转量的同步皮带；
在所述第1关节部及所述第2关节部的一方或两方将旋转力分别传递给所述第1臂部及所述第2臂部的合计2个以上的驱动源。
2.一种臂部驱动装置，可使由关节部连接的多个臂部伸缩动作，其特征在于，具有：
可旋转地与基座上的第1关节部连接的第1臂部；
可旋转地与位于上述第1臂部前端侧的第2关节部连接的第2臂部；
与位于上述第2臂部前端侧的第3关节部连接的第3臂部；
设在上述第1臂部的第1关节部侧的第1同步带轮；
设在上述第1臂部的第2关节部侧的第2同步带轮；
挂设在上述第1同步带轮与上述第2同步带轮之间的、当所述第1臂部旋转时限制所述第2臂部旋转量的同步皮带；
设在所述基座上的所述第1臂部驱动用的第1驱动源；
将所述第1驱动源的旋转力传递给所述第1臂部的第1传递装置；
设在所述基座或所述第1臂部上的所述第2臂部驱动用的第2驱动源；
将所述第2驱动源的旋转力传递给所述第2臂部的第2传递装置。
3.如权利要求1或2所述的臂部驱动装置，其特征在于，所述第1传递装置具有第1减速机，所述第2传递装置具有第2减速机。
4.如权利要求1或2所述的臂部驱动装置，其特征在于，所述臂部的伸缩动作是在所述第1关节部与所述第3关节部的延长线上进行伸缩的动作。
5.一种工业用机器人，其特征在于，具有权利要求1或2所述的臂部驱动装置。
6.如权利要求5所述的工业用机器人，其特征在于，具有二组所述臂部驱动装置，在轴向配置各臂部驱动装置的所述第1关节部，并将各第2臂部相互配置成相对。
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