DE69106255T2 - Gelenkiger industrieroboter mit steuerstangenmechanismus. - Google Patents

Gelenkiger industrieroboter mit steuerstangenmechanismus.

Info

Publication number
DE69106255T2
DE69106255T2 DE69106255T DE69106255T DE69106255T2 DE 69106255 T2 DE69106255 T2 DE 69106255T2 DE 69106255 T DE69106255 T DE 69106255T DE 69106255 T DE69106255 T DE 69106255T DE 69106255 T2 DE69106255 T2 DE 69106255T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
robot
arm
link
robot arm
connection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE69106255T
Other languages
English (en)
Other versions
DE69106255D1 (de
Inventor
Satoshi Kinoshita
Yasuo Naito
Nobutoshi Torii
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fanuc Corp
Original Assignee
Fanuc Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fanuc Corp filed Critical Fanuc Corp
Application granted granted Critical
Publication of DE69106255D1 publication Critical patent/DE69106255D1/de
Publication of DE69106255T2 publication Critical patent/DE69106255T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/02Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type
    • B25J9/04Programme-controlled manipulators characterised by movement of the arms, e.g. cartesian coordinate type by rotating at least one arm, excluding the head movement itself, e.g. cylindrical coordinate type or polar coordinate type
    • B25J9/046Revolute coordinate type
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/106Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links
    • B25J9/1065Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements with articulated links with parallelograms
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10STECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S414/00Material or article handling
    • Y10S414/13Handlers utilizing parallel links
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/20Control lever and linkage systems
    • Y10T74/20207Multiple controlling elements for single controlled element

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Industrieroboter, und zwar spezieller einen gelenkigen Industrieroboter, der eine Verbindung zum Übertragen eines Drehmomentes von einer Antriebsquelleneinrichtung verwendet, um dadurch einen Roboterarm zu einer Schwenkbewegung in einer vertikalen Ebene anzutreiben.
  • Wie allgemein bekannt ist, werden konventionelle gelenkige Industrieroboter insbesondere gelenkige Industrieroboter mit Roboterarmen, die jeweils auf einem Verbindungselement in vertikalen Ebenen schwenkbar sind, klassifiziert in solche Roboter, welche zwei Roboterarme haben, die direkt über ein Verbindungselement miteinander gekoppelt sind, und solche Roboter, die als Roboter vom Parallelverbindungstyp zwei Roboterarme haben, die über ein Verbindungselement derart miteinander verbunden sind, daß ein Drehmoment zum Antreiben des vorderen der beiden Roboterarme zu diesem von einem Antriebsmotor über eine Parallelverbindung übertragen wird.
  • Fig. 7 zeigt einen Mechanismus eines konventionellen vertikalen gelenkigen Roboters des Typs mit direkt gekoppelten Armen. Bei diesem aufrechten gelenkigen Roboter ist ein Roboterkörper 3 an einer Roboterbasis 1 zur Drehung um eine Achse θ an einem Verbindungselement 2 montiert; ein erster Roboterarm 4 ist für Vorwärts- und Rückwärts- Schwenkbewegungen (W-Achsenbewegung) am äußersten Ende des Roboterkörpers 3 an einem Halterungs- und Schwenkpunkt 3a angelenkt; ein zweiter Roboterarm 5 ist an einem Verbindungselement für Aufwärts- und Abwärts-Schwenkbewegungen (U-Achsenbewegung) am äußersten Ende des ersten Roboteramrs 4 an einem Halterungs- und Gelenkpunkt 4a schwenkbar gehaltert; und ein Roboterhandgelenk 6 ist für Dreh- und Schwenkbewegungen am äußersten Ende des zweiten Roboterarms 5 gehaltert. Ein End-Aktuator bzw. ein Werkstück der bzw. das bei "Wk" angedeutet ist, wird an dem Roboterhandgelenk 6 gehalten. Bei diesem Roboter mit dem ersten Roboterarm 4 und dem zweiten Roboterarm 5, die direkt durch das Verbindungselement miteinander gekoppelt sind, sind Antriebsmotoren, nicht gezeigt an den Halterungs- und Gelenkpunkden 3a und 4a vorgesehen, um die Roboterarme 4 und 5 jeweils direkt anzutreiben und der Arbeitsbereich des Roboters, der von den Roboterarmen 4 und 5 abgedeckt wird, erstreckt sich über einen großen Bereich, der mit "A" bezeichnet ist. Wenn jedoch ein auf rechter gelenkiger Roboter eines solchen Typs eine große Größe und Leistungsfähigkeit besitzt, muß der aufrechte gelenkige Roboter mit einem schweren ersten Roboterarm 4 und einem schweren zweiten Roboterarm 5 versehen werden, um schwere Werkstücke zu handhaben und somit ist der näher an der Roboterbasis befindliche erste Roboterarm 4 mit dem sehr schweren zweiten Roboterarm 5 belastet und das Werkstück bzw. der End-Aktuator Wk ist am äußersten Ende des zweiten Roboterarms 5 gehaltert. Um eine derart schwere Belastung des ersten Roboterarms 4 zu reduzieren, wird eine Parallelverbindung 7 (eine Parallelogrammverbindung) verwendet, die den ersten Roboterarm 4 als eines der Verbindungselemente umfaßt und mit einem Ausgleichsgewicht "Wb" versehen ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, um den zweiten Roboterarm 5 anzutreiben, der vom äußersten Ende des ersten Roboterarms 4 absteht.
  • Wenn eine solche Parallelverbindung verwendet wird, sind die Antriebsmotoren, nicht gezeigt, zum Antreiben der Roboterarme 4 und 5 einander gegenüberliegend an dem Halterungs- und Gelenkpunkt 3a angeordnet.
  • Beim Arbeiten eines Roboters vom Typ eines Roboters mit Parallelverbindung, wie er in Fig. 8 gezeigt ist, ist jedoch ein Roboterarbeitsbereich "B", der von den Roboteraktionen des ersten Roboterarms 4 und des zweiten Roboterarms 5 abgedeckt wird, wenn der Roboterkörper in einer winkelmäßigen Stellung gehalten wird, ein begrenzter Bereich, der einen großen Raum ausschließt der sich über eine Position erstreckt an der der Roboter installiert ist, wie dies in Fig. 8 gezeigt ist, da es möglich ist, daß die Parallelverbindung "flach" wird, (eine solche Position der Parallelverbindung 7 wird als "Totpunkt (Position)" bezeichnet und ein solcher Zustand derselben wird als "Totpunktzustand" bezeichnet - in der nachstehenden Beschreibung und folglich wird seine Drehmomentübertragungsfunktion nahezu zu Null und die Parallelverbindung 7 wird unfähig, ein ausreichend großes Drehmoment des Antriebsmotors zu übertragen, um den zweiten Roboterarm 5 zu schwenken, der vom äußersten Ende der Parallelverbindung 7 absteht. Folglich ist der Roboter nicht in der Lage, die Bedingungen zu erfüllen, die von Industrierobotern gefordert werden, d.h. daß der Industrieroboter eine kleine Fläche für die Installation benötigen muß, und daß der Industrieroboter in der Lage sein muß, seine Funktionen in einem weiten Arbeitsbereich auszuführen.
  • Demgemäß ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsverbindung zu schaffen, die in erster Linie für die Anwendung bei einem auf rechten gelenkigen Industrieroboter bestimmt ist, der mit einer Verbindung zur Übertragung einer Antriebskraft versehen ist, und die in der Lage ist, den Arbeitsbereich für den auf rechten gelenkigen Industrieroboter wirksam zu erweitern.
  • Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen gelenkigen Industrieroboter anzugeben, der in der Lage ist, seine Funktionen in einem großen Arbeitsbereich auszuführen, und zwar aufgrund einer Verbesserung des Antriebsmechanismus vom Typ einer parallelen Verbindung für einen aufrechten gelenkigen Roboter.
  • Die EP-OS 078 522 offenbart einen aufrechten gelenkigen Industrieroboter, welcher zumindest umfaßt einen ersten Roboterarm aus einem einzigen Element, welches einen ersten Arm-Basispunkt und einen ersten gegenüberliegenden Punkt aufweist und für eine Schwenkbewegung in einer ersten vertikalen Ebene um den ersten Arm-Basispunkt gehaltert ist; einen zweiten Roboterarm aus einem einzigen Element, welches einen zweiten Arm-Basispunkt aufweist, welcher gelenkig mit dem ersten gegenüberliegenden Punkt des ersten Roboterarms verbunden ist, und welches einen zweiten gegenüberliegenden Punkt aufweist und welches bezüglich des zweiten Arm-Basispunktes schwenkbar für eine Schwenkbewegung in einer zweiten zu der ersten vertikalen Ebene parallelen vertikalen Ebene gehaltert ist; ein Roboterhandgelenk, welches an dem zweiten gegenüberliegenden Punkt des zweiten Roboterarms gehaltert ist und ein Ende aufweist, um daran einen End-Aktuator zu montieren; und eine Antriebsverbindungseinrichtung zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes von einer Antriebsquelleneinrichtung, die angrenzend an den ersten Arm-Basispunkt des ersten Roboterarms angeordnet ist, auf den zweiten Roboterarm, wobei die Antriebsverbindungseinrichtung eine erste Verbindung und eine zweite Verbindung umfaßt, wobei die erste Verbindung und die zweite Verbindung gemeinsame Halterungs- und Gelenkpunkte in zwei Positionen haben, die im wesentlichen mit dem ersten bzw. zweiten Arm-Basispunktes des ersten und des zweiten Roboterarms zusammenfallen, um das Antriebsdrehmoment von der Antriebsquelleneinrichtung zumindest über eine der die erste und die zweite Verbindung umfassenden Verbindungen auf den zweiten Roboterarm zu übertragen, wobei die erste und die zweite Verbindung der Antriebsverbindungseinrichtung jeweils eine Parallelverbindung umfassen, welche einen oberen Verbindungsarm , einen unteren Verbindungsarm und eine Verbindungsstange umfaßt die den oberen und den unteren Verbindungsarm verbindet, wobei die Parallelverbindungen der ersten und der zweiten Verbindung in voneinander verschiedenen vertikalen Ebenen arbeiten, wobei die oberen Verbindungsarme der ersten und der zweiten Verbindung jeweils Teile aufweisen, die miteinander verbunden sind, um die beiden oberen Verbindungen zu einem einstückigen Element zu machen und wobei die unteren Verbindungsarme der ersten und der zweiten Verbindung jeweils Teile umfassen, die miteinander verbunden sind, um die beiden unteren Verbindungsarme zu einem einstückigen Element zu machen, wobei die beiden oberen Verbindungsarme ein Verbindungsstück aufweisen, welches schwenkbar in einer Position angrenzend an den zweiten Arm- Basispunkt des zweiten Roboterarms gehaltert ist.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein solcher Roboter dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Verbindungsarme ein Verbindungsstück aufweisen, welches gegenüber dem ersten Arm-Basispunkt des ersten Roboterarms versetzt ist.
  • Das Drehmoment der Antriebsquelleneinrichtung wird vorzugsweise an einem Schwenk-Verbindungselement vorgesehen, welches am Basispunkt des ersten Roboterarms angeordnet ist und wird entweder über die erste Verbindung oder über die zweite Verbindung zu dem zweiten Roboterarm übertragen, um diesen anzutreiben. Daher kann das Drehmoment zu dem zweiten Roboterarm entweder über die erste Verbindung oder über die zweite Verbindung übertragen werden, selbst wenn die jeweils andere Verbindung in ihren Totpunktzustand gebracht ist, in dem diese Verbindung nicht in der Lage ist, das Drehmoment zu übertragen. Demgemäß kann der Arbeitsbereich, welcher von den Roboteraktionen des ersten und des zweiten Roboterarms eines aufrechten gelenkigen Industrieroboters, dessen Roboterkörper sich um eine vertikale Achse drehen kann, die in einer winkelmäßigen Position gehalten wird, insbesondere sehr viel weiter als der entsprechende Arbeitsbereich sein, der von den Roboteraktionen des ersten und des zweiten Roboterarms eines gelenkigen Industrieroboters abgedeckt wird, der mit dem konventionellen Antriebsmechanismus vom Typ der Parallelverbindung versehen ist.
  • In den beigefügten Zeichnungen zeigen:
  • Fig. 1 eine schematische Ansicht eines aufrechten gelenkigen Roboters, welcher mit einer Antriebsverbindungseinheit versehen ist, die mit einer ersten und einer zweiten Verbindung versehen ist;
  • Fig. 2A und 2B schematische Darstellungen, die für die Erläuterung des Totpunktzustands der ersten bzw. der zweiten Verbindung hilfreich sind;
  • Fig. 3A eine perspektivische Ansicht eines gelenkigen Industrieroboters mit einer Antriebsverbindungseinheit gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß der vorliegenden Erfindung;
  • Fig. 3B einen Teilquerschnitt längs der Linie IIIB- IIIB in Fig. 3A, wobei die Anordnung einer Arm-Antriebseinheit in einem ersten Roboterarm gezeigt ist, der Bestandteil des gelenkigen Industrieroboters gemäß Fig. 3A ist;
  • Fig. 4 eine schematische Darstellung der Antriebsverbindungseinheit des gelenkigen Industrieroboters gemäß Fig. 3A;
  • Fig. 5A und 5B schematische Darstellungen, die bei der Erläuterung der Arbeitsweise und der Wirkung der Antriebsverbindungseinheit des gelenkigen Industrieroboters gemäß Fig. 3A hilfreich sind;
  • Fig. 6A und 6B schematische Darstellungen der Nachteile einer Antriebsverbindung, die nicht die Konstruktion der Verbindung gemäß Fig. 4 verwendet;
  • Fig. 7 eine schematische Darstellung eines aufrechten gelenkigen Roboters des Typs mit direkter Kopplung gemäß einem Stande der Technik; und
  • Fig. 8 eine schematische Darstellung eines gelenkigen Industrieroboters, der mit einer Parallelverbindung gemäß einem Stand der Technik versehen ist.
  • Gemäß Fig. 1 umfaßt ein gelenkiger Industrieroboter als Hauptbestandteile eine Roboterbasis 1, die auf einer Montageebene montiert ist, einen Roboterkörper 3, der an einem Verbindungsteil 2 derart drehbar bezüglich der Roboterbasis 1 montiert ist, daß er um eine vertikale Achse (Achse θ) drehbar ist, einen ersten Roboterarm 4, der an einem Verbindungsteil 3a derart schwenkbar gehaltert ist, daß er um eine horizontale Achse (Achse W) in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, einen zweiten Roboterarm 5, der an einem Verbindungsteil 4a derart schwenkbar gehaltert ist, daß er um eine zu der Achse W parallele horizontale Achse (Achse U) in einer vertikalen Ebene schwenkbar ist, ein Roboter-Handgelenk 6, welches am äußeren (Reihen) Ende des zweiten Roboterarms 5 gehaltert ist und einen End-Aktuator WK bzw. ein Werkzeug, welcher bzw welches an dem Roboter-Handgelenk 6 befestigt ist, um ein Werkstück zu bearbeiten bzw. zu behandeln. Der oben beschriebene Aufbau des gelenkigen Industrieroboters ist ähnlich wie bei einem konventionellen gelenkigen Roboter. Obwohl dies in Fig. 1 nicht gezeigt ist, ist der Roboterarm 4 intern mit einem Paar von Antriebsmotoren versehen, um die Roboterarme 4 und 5 zu einer Schwenkbewegung anzutreiben. Der erste Roboterarm 4 wird direkt von einem der Antriebsmotoren angetrieben, und das Drehmoment des anderen Antriebsmotors wird über eine Antriebsverbindungseinheit 10 zu dem zweiten Roboterarm 5 übertragen, der sich ausgehend von dem ersten Roboterarm 4 nach vorn erstreckt so daß der zweite Roboterarm 5 eine gewünschte vertikale Schwenkbewegung ausführt.
  • Die Antriebsverbindungseinheit 10 umfaßt ein unteres Verbindungselement 12, welches an dem Gelenkverbindungsteil 3a einen Halterungs- und Gelenkpunkt besitzt, sowie ein oberes Verbindungselement 14, welches an dem Gelenkverbindungsteil 4a einen Halterungs- und Gelenkpunkt besitzt, sowie zwei Verbindungsstangen 16 und 18, die das untere Verbindungselement 12 und das obere Verbindungselement 14 gelenkig miteinander verbinden. Das untere Verbindungselement 12 besitzt einen ersten Verbindungsarm 12a, einen zweiten Verbindungsarm 12b und ein Verbindungsstück 12c, welches die basisseitigen Enden der Verbindungsarme 12a und 2b miteinander verbindet. in ähnlicher Weise besitzt das obere Verbindungselement 14 einen ersten Verbindungsarm 4a, einen zweiten Verbindungsarm 14b und ein Verbindungsstück 14c. Es ist zu beachten, daß der erste Verbindungsarm 12a des unteren Verbindungselementes 12, die Verbindungsstange 16 (und) der erste Verbindungsarm 14a des oberen Verbindungselementes 14 eine Parallelverbindung bilden (welche nachstehend als "erste Verbindung" bezeichnet wird), und daß der zweite Verbindungsarm 12b des unteren Verbindungselementes 12, die Verbindungsstange 18, der zweite Verbindungsarm 14b des oberen Verbindungselements 14 und der Roboterarm 4 eine weitere Parallelverbindung bilden (welche nachstehend als "zweite Verbindung" bezeichnet wird). Obwohl sowohl die erste als auch die zweite Verbindung zur Übertragung des Drehmomentes eines einzigen Antriebsmotors zu dem zweiten Roboterarm 5 vorgesehen sind, sind außerdem die betreffenden Aktionen, die von der ersten und der zweiten Verbindung ausgeführt werden, weder in Phase noch synchronisiert.
  • Da die Antriebsverbindungseinheit, die von der konventionellen Verbindungseinheit, die in Fig. 8 gezeigt ist, verschieden ist, die erste Verbindung und die zweite Verbindung umfaßt, die voneinander getrennt sind, kann das Drehmoment des Antriebsmotors beispielsweise über die zweite Verbindung selbst dann zu dem zweiten Roboterarm 5 übertragen werden, wenn die erste Verbindung mit dem Verbindungsarm 12a, der Verbindungsstange 16 und dem Verbindungsarm 14a in ihren "Totpunktzustand" gebracht wurde, in der die erste Verbindung nicht in der Lage ist, ein Drehmoment zu übertragen, beispielsweise, wie in Fig. 2A gezeigt während einer Aufwärtsschwenkung des zweiten Roboterarms 5. Das Drehmoment kann folglich kontinuierlich auf den zweiten Roboterarm 5 übertragen werden, um den zweiten Roboterarm 5 kontinuierlich zu schwenken, so daß der zweite Roboterarm 5 über einen weiten Bereich nach oben schwingen kann. Selbst wenn die zweite Verbindung in ihren Totpunktzustand gebracht wurde, wie dies in Fig. 2B gezeigt ist, und zwar durch die weitere Aufwärtsschwenkung des zweiten Roboterarms 5, gewinnt weiterhin die erste Verbindung ihre Drehmomentübertragungsfunktion in einem solchen Zustand zurück und überträgt das Drehmoment auf den zweiten Roboterarm 5. Der zweite Roboterarm 5 kann sich folglich in einem weiten Arbeitsbereich bewegen, mit Ausnahme eines speziellen Arbeitsbereichs, in dem die Bewegung des zweiten Roboterarms einem Zusammentreffen mit dem ersten Roboterarm 4 oder dem Roboterkörper 3 unterworfen ist; der gelenkige Industrieroboter gewährleistet also, obwohl er mit der Antriebsverbindungseinheit 10 versehen ist, einen weiten Arbeitsbereich, der mit demjenigen vergleichbar ist, der sich bei einem gelenkigen Roboter mit direkter Kopplung ergibt, wie er in Fig. 7 gezeigt ist.
  • Fig. 3A zeigt die konkrete Konstruktion eines gelenkigen Industrieroboters mit zwei Verbindungen gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. Dieser Roboter ist versehen mit einer Roboterbasis 20, einem Roboterkörper 22, der an der Roboterbasis 20 fest oder für eine Drehbewegung um eine Achse 8 montiert ist, einen ersten Roboterarm 24, einen zweiten Roboterarm 26, ein Roboterhandgelenk 28 und eine Antriebsverbindungseinheit 30.
  • in Fig. 3A ist bei "W" die Achse für eine Vorwärts/Rückwärts-Schwenkbewegung des ersten Roboterarms 24 in einer vertikalen Ebene angedeutet sowie bei "U" die Achse von Aufwärts/Abwärts-Schwenkbewegungen des zweiten Roboterarms 26 in einer vertikalen Ebene.
  • Wie in Fig. 3B gezeigt, ist der erste Roboterarm 24 intern mit zwei Sätzen von Antriebsmechanismen versehen, um den ersten Roboterarm 24 bzw. den zweiten Roboterarm 26 anzutreiben. Der erste Roboterarm 24 wird von dem Antriebsmechanismus direkt angetrieben, welcher einen Antriebsmotor Mw, einen Kegelradmechanismus 42 und ein Reduziergetriebe 46 umfaßt. Der zweite Roboterarm 26 wird über eine Antriebsverbindungseinheit 30, welche später beschrieben werden wird, von dem Antriebsmechanismus angetrieben, der einen Antriebsmotor Mu, einen Kegelradmechanismus 44 und ein Reduziergetriebe 48 umfaßt.
  • Gemäß Fig. 3A ist die Antriebsverbindungseinheit 30 versehen mit einem unteren Verbindungselement 32, einem oberen Verbindungselement 34 und Verbindungsstangen 36 und 38, wobei diese Elemente sowohl die erste als auch die zweite Verbindung bilden. Das untere Verbindungselement 32 besitzt einen ersten Verbindungsarm 32a, einen zweiten Verbindungsarm 32b und ein Verbindungsstück 32c. Das obere Verbindungselement 34 besitzt einen ersten Verbindungsarm 34a, einen zweiten Verbindungsarm 34b und ein Verbindungsstück 34c. Der Verbindungsarm 32a des unteren Verbindungselementes 32, die Verbindungsstange 36 und der Verbindungsarm 34a des oberen Verbindungselementes 34 bilden die erste Verbindung. Der Verbindungsarm 32b des unteren Verbindungselementes 32, die Verbindungsstange 38 und der Verbindungsarm 34b des oberen Verbindungselementes 34 bilden die zweite Verbindung.
  • Da die Halterungs- und Gelenkpunkte bzw. die Anlenkpunkte des oberen Verbindungselements 32 und des unteren Verbindungselements 34 auf den Achsen W bzw. U liegen, um die der erste Roboterarm 34 bzw. der zweite Roboterarm 26 schwenken, haben die erste und die zweite Verbindung gemeinsame Halterungs- und Gelenkpunkte, und somit besitzt die Antriebsverbindungseinheit 30 grundsätzlich dieselbe Konstruktion wie die Antriebsverbindungseinheit 10 in Fig. 1, und die Antriebsverbindungseinheit 30 ist ähnlich wie die Antriebsverbindungseinheit 10 in der Lage, für den zweiten Roboterarm 26 einen weiten Arbeitsbereich zu gewährleisten. Das Verbindungsstück 34c des oberen Verbindungselements 34 erstreckt sich jedoch bei der praktischen Ausgestaltung der Konstruktion längs der Achse U, während sich das Verbindungsstück 32c des unteren Verbindungselements 32 nicht längs der Achse W erstreckt, sondern gegenüber der Achse W versetzt ist.
  • Gemäß Fig. 4, wo in typischer Weise die Antriebsverbindungseinheit 30 gezeigt ist, ist das Verbindungsstück 34c des oberen Verbindungselements 34 schwenkbar mit einem Verbindungselement verbunden, das am äußersten Ende des ersten Roboterarms 24 vorgesehen ist, und das Verbindungsstück 32c des unteren Verbindungselements 32 ist absichtlich gegenüber der Achse (Achse U) versetzt, welche durch den Halterungs- und Gelenkpunkt hindurchgeht, an dem der erste Roboterarm 24 schwenkbar an dem Roboterkörper 22 gehaltert ist, da es schwierig ist, den Roboter so zu konstruieren und herzustellen, daß sich die Komponenten der ersten und der zweiten Verbindung der Antriebsverbindungseinheit 30 nicht gegenseitig störend beeinflussen. Wie in Fig. 5A und 5B gezeigt, ist die zweite Verbindung mit der Verbindungsstange 38 in der Lage, ihre Drehmomentübertragungsfunktion in einem weiten Arbeitsbereich von {(360º - (α + β)} zu demonstrieren, welcher zwischen einer Position liegt, in der der Verbindungsarm 32b des unteren Verbindungselements 32 und die Verbindungsstange 38 aufeinandertreffen (Fig. 5A) und einer Position, in der das obere Verbindungselement 34b und die Verbindungsstange 38 aufeinandertreffen. Die zweite Verbindung kann sich also über einen großen Winkelbereich drehen, der um einen kleinen Störungswinkel von (α + β) kleiner ist als 360º, was einer vollen Drehung der zweiten Verbindung entsprechen würde. Wenn jedoch das Verbindungsstück 32c der Antriebsverbindungseinheit 30 nicht verlagert wird, d.h. wenn das Verbindungsstück 32c des unteren Verbindungselementes 32 auf einer Achse gehaltert ist, welche mit der Achse W fluchtet, die durch den Halterungs- und Gelenkpunkt hindurchgeht, an dem der erste Roboterarm 24 schwenkbar an dem Roboterkörper 22 gehaltert ist, wie dies in typischer Weise in Fig. 6A und 6B gezeigt ist, dann ist der Arbeitsbereich der zweiten Verbindung ein Winkel von höchstens {180º - (α + β)}, was aus Fig. 6A und 6B offensichtlich ist. Es sollte verstanden werden, daß das Verbindungsstück 32c bezüglich der Achse W zugunsten der Ausgestaltung einer konkreten Konstruktion auf der Basis der Ergebnisse der Analyse des Prinzips der Verbindung verlagert ist. Die erste und die zweite Verbindung sind gemäß dem Prinzip der Aktionen der Verbindung separat angeordnet, so daß ihre Aktionen nicht in Phase sind, um einen Zustand zu vermeiden, indem die Antriebsverbindungseinheit 30 in den Totpunkt gebracht wird. Eine solche fundamentale Idee überwindet wirksam die Nachteile der konventionellen Antriebsverbindung.
  • Wie aus der vorstehenden Beschreibung des Prinzips und des Ausführungsbeispiels der Antriebsverbindungseinheit deutlich wird, hat die Parallelverbindung keinen Totpunkt. Folglich ermöglicht der Einsatz der Parallelverbindung bei einem gelenkigen Industrieroboter von großer Größe und Leistungsfähigkeit für den gelenkigen Industrieroboter die Sicherung eines weiten Arbeitsbereichs, und somit kann der gelenkige Industrieroboter, der in einem Bereich installiert ist, der speziell für seine Installation vorbereitet ist, seine Roboteraktionen in einem weiten Arbeitsbereich ausführen und damit die Bearbeitungsmöglichkeiten für den an seiner Extremität vorgesehenen End-Aktuator erheblich verbessern.
  • Aktenzeichen 691 06 255.2-08 Liste der Bezugsziffern und -zeichen
  • 1 Roboterbasis
  • 2 Verbindungselement
  • 3 Roboterkörper
  • 3a Halterungs- und Gelenkpunkt oder -verbindung
  • 4 Erster Roboterarm
  • 4a Halterungs- und Gelenkpunkt oder -verbindung
  • 5 Zweiter Roboterarm
  • 6 Roboterhandgelenk
  • 7 Parallelverbindung
  • 10 Antriebsverbindungseinheit
  • 12 Unteres Verbindungselement
  • 12a Erster Verbindungsarm
  • 12b Zweiter Verbindungsarm
  • 12c Verbindungsstück
  • 14 Oberes Verbindungselement
  • 14a Erster Verbindungsarm
  • 14b Zweiter Verbindungsarm
  • 14c Verbindungsstück
  • 16 Verbindungsstange
  • 18 Verbindungsstange
  • 20 Roboterbasis
  • 22 Roboterkörper
  • 24 Erster Roboterarm
  • 26 Zweiter Roboterarm
  • 28 Roboterhandgelenk
  • 30 Antriebsverbindungseinheit
  • 32 Unteres Verbindungselement
  • 32a Erster Verbindungsarm
  • 32b Zweiter Verbindungsarm
  • 32c Verbindungsstück
  • 34 Oberes Verbindungselement
  • 34a Erster Verbindungsarm
  • 34b Zweiter Verbindungsarm
  • 34c Verbindungsstück
  • 36 Verbindungsstange
  • 38 Verbindungsstange
  • 42 Kegelradmechanismus
  • 44 Kegelradmechanismus
  • 46 Reduziergetriebe
  • 48 Reduziergetriebe
  • Mw Antriebsmotor
  • Mu Antriebsmotor
  • Wk End-Aktuator

Claims (1)

1. Aufrechter gelenkiger Industrieroboter, welcher zumindest umfaßt: einen ersten Roboterarm (24) aus einem einzigen Element, welches einen ersten Arm- Basispunkt (W) und einen ersten gegenüberliegenden Punkt aufweist und für eine Schwenkbewegung in einer ersten vertikalen Ebene um den ersten Arm-Basispunkt gehaltert ist; einen zweiten Roboterarm (26) aus einem einzigen Element, welches einen zweiten Arm-Basispunkt (U) aufweist, welcher gelenkig mit dem ersten gegenüberliegenden Punkt des ersten Roboterarms verbunden ist, und welches einen zweiten gegenüberliegenden Punkt aufweist und welches bezüglich des zweiten Arm- Basispunktes schwenkbar für eine Schwenkbewegung in einer zweiten zu der ersten vertikalen Ebene parallelen vertikalen Ebene gehaltert ist; ein Roboterhandgelenk (28), welches an dem zweiten gegenüberliegenden Punkt des zweiten Roboterarms gehaltert ist und ein Ende aufweist, um daran einen End-Aktuator zu montieren; und eine Antriebsverbindungseinrichtung (30) zum Übertragen eines Antriebsdrehmomentes von einer Antriebsquelleneinrichtung (Mu) die angrenzend an den ersten Arm-Basispunkt des ersten Roboterarms angeordnet ist, auf den zweiten Roboterarm, wobei die Antriebsverbindungseinrichtung eine erste Verbindung (32a, 36, 34a) und eine zweite Verbindung (32b, 38, 34b) umfaßt, wobei die erste Verbindung und die zweite Verbindung gemeinsame Halterungs- und Gelenkpunkte in zwei Positionen haben, die im wesentlichen mit dem ersten bzw. dem zweiten Arm-Basispunkt (U, W) des ersten bzw. des zweiten Roboterarms zusammenfallen, um das Antriebsdrehmoment von der Antriebsquelleneinrichtung zumindest über eine der die erste und die zweite Verbindung umfassenden Verbindungen auf den zweiten Roboterarm zu übertragen, wobei die erste und die zweite Verbindung der Antriebsverbindungseinrichtung jeweils eine Parallelverbindung umfassen, welche einen oberen Verbindungsarm (34), einen unteren Verbindungsarm (32) und eine Verbindungsstange (36, 38) umfaßt die den oberen und den unteren Verbindungsarm verbindet, wobei die Parallelverbindungen der ersten und der zweiten Verbindung in voneinander verschiedenen vertikalen Ebenen arbeiten, wobei die oberen Verbindungsarme (34a, 34b) der ersten und der zweiten Verbindung jeweils Teile aufweisen, die miteinander verbunden sind, um die beiden oberen Verbindungen zu einem einstückigen Element zu machen und wobei die unteren Verbindungsarme (32a, 32b) der ersten und der zweiten Verbindung jeweils Teile umfassen, die miteinander verbunden sind, um die beiden unteren Verbindungsarme zu einem einstückigen Element zu machen, wobei die beiden oberen Verbindungsarme ein Verbindungsstück (34c) aufweisen, welches schwenkbar in einer Position (U) angrenzend an den zweiten Arm- Basispunkt des zweiten Roboterarms gehaltert ist, dadurch gekennzeichnet, daß die unteren Verbindungsarme (32a, 32b) ein Verbindungsstück (32c) aufweisen, welches gegenüber dem ersten Arm-Basispunkt (W) des ersten Roboterarms (24) versetzt ist.
DE69106255T 1990-02-15 1991-02-15 Gelenkiger industrieroboter mit steuerstangenmechanismus. Expired - Fee Related DE69106255T2 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2032356A JPH03239483A (ja) 1990-02-15 1990-02-15 産業用ロボットの駆動機構
PCT/JP1991/000186 WO1991012117A1 (fr) 1990-02-15 1991-02-15 Robot industriel du type a bras articule, avec mecanisme d'articulation de commande

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE69106255D1 DE69106255D1 (de) 1995-02-09
DE69106255T2 true DE69106255T2 (de) 1995-06-14

Family

ID=12356679

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE69106255T Expired - Fee Related DE69106255T2 (de) 1990-02-15 1991-02-15 Gelenkiger industrieroboter mit steuerstangenmechanismus.

Country Status (6)

Country Link
US (1) US5187996A (de)
EP (1) EP0468061B1 (de)
JP (1) JPH03239483A (de)
CA (1) CA2050282A1 (de)
DE (1) DE69106255T2 (de)
WO (1) WO1991012117A1 (de)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5265489A (en) * 1990-04-20 1993-11-30 Kabushiki Kaisha Yaskawa Denki Arm-driving device for industrial robot
JP2552333Y2 (ja) * 1991-06-04 1997-10-29 株式会社安川電機 多関節形産業用ロボット
IT1272083B (it) * 1993-12-17 1997-06-11 Comau Spa Robot industriale con gruppi riduttori integrati.
US5697256A (en) * 1996-06-28 1997-12-16 Matteo; Joseph C. Hybrid differential transmission
US6122981A (en) * 1998-10-09 2000-09-26 Matteo; Joseph C. Triple epicyclic differential transmission
DE10314547A1 (de) * 2002-04-19 2003-11-20 Murata Machinery Ltd Parallelmanipulator und Vorrichtung zu seiner Steuerung
CN101262985B (zh) * 2005-09-16 2011-12-14 株式会社爱发科 输送机构、输送装置及真空处理装置
US7946800B2 (en) * 2007-04-06 2011-05-24 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with multiple independently movable articulated arms
US8752449B2 (en) 2007-05-08 2014-06-17 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with multiple movable arms utilizing a mechanical switch mechanism
NL1037425C2 (nl) * 2009-10-29 2011-05-02 Albert Meer Robot.
CN103737583A (zh) * 2013-12-17 2014-04-23 广西大学 具有对称的机构式机械手
JP6765251B2 (ja) * 2016-07-29 2020-10-07 株式会社ダイヘン 産業用ロボット
EP3620269A1 (de) * 2018-09-07 2020-03-11 Fruitcore Gmbh Gelenklagerung für einen roboter mit elastisch komprimierbarem vorspannelement

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4221953A (en) * 1979-03-19 1980-09-09 Weld Mold Company Welding electrode holder and guide
CH637869A5 (de) * 1979-06-19 1983-08-31 Microbo Ag Handhabungseinrichtung, insbesondere fuer industrieroboter.
GB2091836B (en) * 1981-01-26 1985-06-12 Nat Res Dev Pantograph linkage system
JPS5856789A (ja) * 1981-09-25 1983-04-04 松下電器産業株式会社 ハンドリング装置
NO148986C (no) * 1981-10-05 1984-01-25 Ole Molaug Anordning ved robotmanipulator
DE3278424D1 (en) * 1981-10-30 1988-06-09 Hitachi Ltd Industrial robot
US4507043A (en) * 1982-09-14 1985-03-26 Textron, Inc. Counterbalance robot arm
JPS59182090A (ja) * 1983-03-31 1984-10-16 株式会社日立製作所 ロボツトア−ム駆動機構
SE445622B (sv) * 1984-11-28 1986-07-07 Avp Robot Ab Anordning for uppberning och instellning av ett verktyg
DE3445055A1 (de) * 1984-12-11 1986-06-12 Reis GmbH & Co, 8753 Obernburg Mehrachsiger, programmierbarer manipulator mit einem trainingsarm zum programmieren des manipulators
JPS62203786A (ja) * 1986-03-03 1987-09-08 株式会社東芝 産業用ロボツト
JPS62228385A (ja) * 1986-03-28 1987-10-07 フアナツク株式会社 多関節ロボツトの駆動装置
JPH0623431Y2 (ja) * 1988-10-07 1994-06-22 株式会社安川電機 産業用ロボットのアーム駆動軸支持装置
JPH02311285A (ja) * 1989-05-19 1990-12-26 Toyoda Mach Works Ltd 工業用ロボット

Also Published As

Publication number Publication date
EP0468061B1 (de) 1994-12-28
JPH03239483A (ja) 1991-10-25
EP0468061A4 (en) 1992-11-19
CA2050282A1 (en) 1991-08-16
WO1991012117A1 (fr) 1991-08-22
EP0468061A1 (de) 1992-01-29
DE69106255D1 (de) 1995-02-09
US5187996A (en) 1993-02-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010007631B4 (de) Parallelroboter mit einem Handgelenkabschnitt mit drei Freiheitsgraden
DE10235191B4 (de) Roboter
DE69106255T2 (de) Gelenkiger industrieroboter mit steuerstangenmechanismus.
DE3038419C2 (de) Industrieroboter
DE69402405T2 (de) Industrieroboter mit integriertem Untersetzungsgetriebe
DE69032064T2 (de) Industrieroboter
DE60132604T2 (de) Manipulator zur bewegung eines gegenstandes im raum mit mindestens drei armen
DE3885570T2 (de) Massenausgleichseinrichtung für Industrieroboter.
DE3536747A1 (de) Gelenkmechanismus
EP2986422A1 (de) Industrieroboter mit einer an einem armausleger angeordneten antriebsanordnung
DE2656378C3 (de) Manipulator zur Ausführung von Bewegungen, die denen des menschlichen Arms vergleichbar sind
DE69402036T2 (de) Industrieroboter
DE3826930A1 (de) Radaufhaengungssystem
DE69833850T2 (de) Einrichtung zur relativitätsbewegung von zwei elementen
EP0129157B1 (de) Roboterarm
DE3805528A1 (de) Fuer automatische manipulatoren bestimmtes gelenkgetriebe
DE19710171C2 (de) Manipulator mit Parallelstruktur
DE102012008559B4 (de) Roboterarm-Modul für einen Roboterarm bzw. Roboterarm
DE69119784T2 (de) Antriebseinrichtung für industrieroboterarm
EP0396752A1 (de) Industrieroboter
DE60318516T2 (de) Verbindungsstange für eine Kraftfahrzeugaufhängung
DE102018123213A1 (de) Roboter
AT401705B (de) Landmaschine, insbesondere kreiselheuwerbungsmaschine
DE10159279C2 (de) Mehrgelenkkinematik in einem Cabriolet-Fahrzeug
DE3222299A1 (de) Arm fuer einen programmgesteuerten manipulator

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee