JP2001179676A - エンドエフェクタ用動力伝達装置および方法 - Google Patents

エンドエフェクタ用動力伝達装置および方法

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JP2001179676A
JP2001179676A JP37298499A JP37298499A JP2001179676A JP 2001179676 A JP2001179676 A JP 2001179676A JP 37298499 A JP37298499 A JP 37298499A JP 37298499 A JP37298499 A JP 37298499A JP 2001179676 A JP2001179676 A JP 2001179676A
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power
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啓造 宮原
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Abstract

(57)【要約】 【課題】ロボットアームの駆動によるエンドエフェクタ
への動力干渉を解消する。ロボットアームを軽量化し伝
達経路の製造コストを低減する。 【解決手段】ロボットベース３側に設置されたエンドエ
フェクタ駆動装置２からロボットベース３に支持された
ロボットアーム４の先端部に支持されたエンドエフェク
タ１まで、ロボットアーム４のリンク４ａ，４ｂに沿っ
てエンドエフェクタ１を駆動する動力を伝達する伝達経
路５が配設されてなる。伝達経路５をワイヤ５ａ，プー
リ５ｂのみで構成し、伝達経路５とエンドエフェクタ１
との間にロボットアーム４の駆動時にエンドエフェクタ
１の駆動を回避する回避機構７を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ロボットの作業
端末を構成するエンドエフェクタに駆動の動力を伝達す
るエンドエフェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ
用動力伝達方法に係る技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】 最近、ロボットアームを高速，円滑，
正確に動作させる手段として、エンドエフェクタを駆動
する動力を起生するエンドエフェクタ駆動装置をロボッ
トベース側に設置し、ロボットアームの手先重量を構成
しているエンドエフェクタを軽量化することが広く行わ
れている。
【０００３】従来、エンドエフェクタ用動力伝達装置と
しては、例えば、ロボットアームのリンクに沿ってエン
ドエフェクタを駆動する動力を伝達する伝達経路が配設
されてなるものが知られている。この従来のエンドエフ
ェクタ用動力伝達装置は、ロボットアーム，エンドエフ
ェクタのコンパクト化等に寄与している。
【０００４】従来、エンドエフェクタ用動力伝達方法と
しては、例えば、前述の従来のエンドエフェクタ用動力
伝達装置について、伝達経路の状況からエンドエフェク
タ駆動装置をフィードバック制御するものが知られてい
る。この従来のエンドエフェクタ用動力伝達方法は、ロ
ボットの高性能化等に寄与している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 前述の従来のエンド
エフェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ用動力伝
達方法では、伝達経路にワイヤ，プーリの構成を含む場
合、ロボットアームの駆動によってワイヤが伸縮する等
して動力干渉を受けてしまうという問題点がある。
【０００６】なお、伝達経路にワイヤ，プーリの構成を
採用することは、ロボットアームを軽量化し伝達経路の
製造コストを低減することができるという利点がある。
【０００７】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、ロボットアームの駆動によるエンドエフ
ェクタへの動力干渉を解消するとともに、ロボットアー
ムを軽量化し伝達経路の製造コストを低減することので
きるエンドエフェクタ用動力伝達装置，エンドエフェク
タ用動力伝達方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ため、本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達装置
は、次のような手段を採用する。
【０００９】即ち、請求項１に記載のように、ロボット
ベース側に設置されたエンドエフェクタ駆動装置からロ
ボットベースに支持されたロボットアームの先端部に支
持されたエンドエフェクタまで、ロボットアームのリン
クに沿ってエンドエフェクタを駆動する動力を伝達する
伝達経路が配設されてなるエンドエフェクタ用動力伝達
装置において、伝達経路をワイヤ，プーリのみで構成
し、伝達経路とエンドエフェクタとの間にロボットアー
ムの駆動時にエンドエフェクタの駆動を回避する回避機
構を設けたことを特徴とする。
【００１０】この手段では、伝達経路をワイヤ，プーリ
のみで構成することで、ロボットアームを軽量化し伝達
経路の製造コストを低減している。そして、回避機構に
よって、動力干渉が起こるロボットアームの駆動時には
伝達経路からエンドエフェクタへの駆動の動力の伝達を
切断し、ロボットアームの停止時には伝達経路からエン
ドエフェクタへの駆動の動力の伝達を接続する。
【００１１】また、請求項２に記載のように、請求項１
のエンドエフェクタ用動力伝達装置において、回避機構
は、伝達経路からエンドエフェクタへの動力の伝達を接
続，切断するクラッチと、エンドエフェクタの動作を阻
止，解除するブレーキからなることを特徴とする。
【００１２】この手段では、クラッチ，ブレーキの組合
わせにより、伝達経路からエンドエフェクタへの駆動の
動力の伝達を切断した際のエンドエフェクタの無用の動
作を阻止する。
【００１３】また、請求項３に記載のように、請求項１
または２のエンドエフェクタ用動力伝達装置において、
伝達経路のロボットアームの旋回関節付近に取付けられ
るプーリが旋回関節の回転軸の外側に同軸に配置される
中空形であることを特徴とする。
【００１４】この手段では、ワイヤ，プーリからなる伝
達経路が少なくとも旋回関節でロボットアームの外側に
配設される。
【００１５】また、前述の課題を解決するため、本発明
に係るエンドエフェクタ用動力伝達方法は、次のような
手段を採用する。
【００１６】即ち、請求項４では、ロボットベース側に
設置されたエンドエフェクタ駆動装置からロボットベー
スに支持されたロボットアームの先端部に支持されたエ
ンドエフェクタまで、ロボットアームのリンクに沿って
エンドエフェクタを駆動する動力を伝達する伝達経路が
配設されてなるエンドエフェクタ用動力伝達装置につい
て、伝達経路の状況からエンドエフェクタ駆動装置をフ
ィードバック制御するエンドエフェクタ用動力伝達方法
において、伝達経路をワイヤ，プーリのみで構成して、
ワイヤの張力，配設長から得られたワイヤの延び長とワ
イヤの実際の繰出長と、ワイヤの張力とからフィードバ
ック制御を行うことを特徴とする。
【００１７】この手段では、伝達経路をワイヤ，プーリ
のみで構成することで、ロボットアームを軽量化し伝達
経路の製造コストを低減している。そして、動力干渉に
より生じたワイヤの変位とワイヤの張力とからエンドエ
フェクタ駆動装置をフィードバック制御する。
【００１８】また、請求項５に記載のように、請求項４
のエンドエフェクタ用動力伝達方法において、エンドエ
フェクタ用動力伝達装置の伝達経路のロボットアームの
旋回関節付近に取付けられるプーリが旋回関節の回転軸
の外側に同軸に配置される中空形であることを特徴とす
る。
【００１９】この手段では、ワイヤ，プーリからなる伝
達経路が少なくとも旋回関節でロボットアームの外側に
配設される。
【００２０】
【発明の実施の形態】 以下、本発明に係るエンドエフ
ェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ用動力伝達方
法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】図１〜図６は、本発明に係るエンドエフェ
クタ用動力伝達装置の実施の形態を示すものである。
【００２２】この実施の形態は、図１に示すように、エ
ンドエフェクタ１を駆動する動力を起生するエンドエフ
ェクタ駆動装置２をロボットベース３に設置してある。
そして、ロボットベース３に支持されたロボットアーム
４の２本のリンク４ａ，４ｂに沿ってエンドエフェクタ
１を駆動する動力を伝達するワイヤ５ａ，プーリ５ｂの
みで構成される伝達経路５が配設されている。
【００２３】エンドエフェクタ１と伝達経路５との間に
は、コントローラ６に接続した回避機構７が連結されて
いる。なお、コントローラ６は、ロボットアーム４の駆
動装置（図示せず）に接続して、ロボットアーム４の駆
動の有無を判断することができるようになっている。
【００２４】伝達経路５は、図２に示すように、ロボッ
トアーム４の関節４ｃが伸転関節からなる場合、関節４
ｃの回転軸と同軸にプーリ５ｂが取付けられる。また、
図３，図４に示すように、ロボットアーム４の関節４ｃ
が旋回関節からなる場合、中空形に形成されて関節４ｃ
の回転軸４ｄの外側に同軸に配置される。この中空形の
プーリ５ｂは、中空形の軸受が一体的に組付けられてな
るもので、軸受部分がロボットアーム４の一方のリンク
４ａに支持されたブラケット５ｄに回転可能に支持され
る。また、ロボットアーム４の両リンク４ａ，４ｂに
は、軸線が回転軸４ｄと直交する方向へ位置された補助
プーリ５ｅがそれぞれ取付けられる。
【００２５】この伝達経路５の構造は、全配設ラインの
ロボットアーム４の外側への装備が可能となる。従っ
て、既存の様々なマニピュレータへ容易に装備すること
ができ、汎用性が高くなる。
【００２６】回避機構７は、図５，図６に詳細に示され
るように、クラッチ７ａとブレーキ７ｂとで構成されて
いる。クラッチ７ａは、１面がロボットアーム４の端末
側のリンク４ｂに回転可能に支持された軸７ｃに固定さ
れ、対面する他の１面が前記軸７ｃに遊嵌されるととも
に伝達経路５の最端末のプーリ５ｂに固定されている。
最端末のプーリ５ｂは、前記軸７ｃに遊嵌されている。
ブレーキ７ｂは、前記軸７ｃに拘束，開放可能な構造を
内蔵して嵌装され回転を阻止，許容する。なお、エンド
エフェクタ１は、ハンド１ａに同軸に支持された連結用
プーリ１ｂと前記軸７ｃに固定された連結用プーリ１ｃ
との間に張設された連結用ワイヤ１ｄによって回避機構
７に連結されている。
【００２７】この実施の形態によると、ロボットアーム
４の駆動装置の駆動情報によりロボットアーム４が駆動
されていると判断された場合、コントローラ６の指示で
回避機構７のクラッチ７ａが切断される。この結果、回
避機構７の軸７ｃが回転せず、エンドエフェクタ１が駆
動されず、ロボットアーム４からの動力干渉を回避する
ことができる。なお、このとき、コントローラ６の指示
で回避機構７のブレーキ７ｂが軸７ｃの回転を阻止して
いるため、エンドエフェクタ１の慣性，重力等による無
用の動作が阻止される。
【００２８】また、ロボットアーム４の駆動装置の駆動
情報によりロボットアーム４が停止されていると判断さ
れた場合、ロボットアーム４からの動力干渉を受けない
ため、コントローラ６の指示で回避機構７のクラッチ７
ａが接続される。この結果、回避機構７の軸７ｃが回転
し、エンドエフェクタ１が駆動される。なお、このと
き、コントローラ６の指示で回避機構７のブレーキ７ｂ
が軸７ｃの回転を許容する。
【００２９】図７，図８は、本発明に係るエンドエフェ
クタ用動力伝達方法の実施の形態を示すものである。
【００３０】この実施の形態は、図１に示すように、前
述本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達装置の実施
の形態の回避機構７を除いてほぼ同様に構成されたもの
について、伝達経路５のワイヤ５ａの張力を検出する張
力センサ８をコントローラ６に接続し、コントローラ６
でエンドエフェクタ駆動装置２をフィードバック制御す
るように構成してある。
【００３１】さらに、この実施の形態では、ロボットア
ーム４の関節４ｃのエンコーダ９から得られたエンコー
ダ値により、ロボットアーム４のリンク４ａ，４ｂの角
度からアームの順運動学計算処理，幾何計算処理１０を
行って、伝達経路５のワイヤ５ａの配設長（経路長）ａ
を算出する。また、この配設長ａと張力センサ８から得
られた張力値とから材力計算処理１１を行って、伝達経
路５のワイヤ５ａの延び長ｂを算出する。また、エンド
エフェクタ駆動装置２に接続されたエンコーダ１２から
得られたエンコーダ値により、エンドエフェクタ駆動装
置２から伝達経路５のワイヤ５ａが実際に繰出された繰
出長ｃが算出される。
【００３２】これ等の配設長ａ，延び長ｂ，繰出長ｃ
は、演算されて制御の目標値ｄとさらに演算される。こ
の演算で得られた指令値ｅは、アンプ１３で増幅されて
エンドエフェクタ駆動装置２に指示される。
【００３３】この実施の形態によると、ロボットアーム
４の動力干渉により生じた伝達経路５のワイヤ５ａの変
位からと、ワイヤ５ａの張力からとのエンドエフェクタ
駆動装置２のフィードバック制御が総合されることにな
る。従って、ロボットアーム４の動力干渉を排除して、
エンドエフェクタ１に対して駆動の動力を正確に伝達す
ることができる。
【００３４】また、特殊な機器等を設備する必要がない
ため、低コストでの設備が可能である。
【００３５】
【発明の効果】 以上のように、本発明に係るエンドエ
フェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ用動力伝達
方法は、伝達経路をワイヤ，プーリのみで構成している
ため、ロボットアームを軽量化し伝達経路の製造コスト
を低減することができる効果がある。
【００３６】さらに、本発明に係るエンドエフェクタ用
動力伝達装置は、回避機構によって、動力干渉が起こる
ロボットアームの駆動時には伝達経路からエンドエフェ
クタへの駆動の動力の伝達を切断することができ、本発
明に係るエンドエフェクタ用動力伝達方法は、フィード
バック制御の動力干渉に掛かる要素を含めることでエン
ドエフェクタに対して駆動の動力を正確に伝達すること
ができるため、ロボットアームの駆動による動力干渉を
解消することができる効果がある。
【００３７】さらに、請求項２として、クラッチ，ブレ
ーキの組合わせにより、伝達経路からエンドエフェクタ
への駆動の動力の伝達を切断した際のエンドエフェクタ
の無用の動作を阻止することができる効果がある。
【００３８】さらに、請求項３，５として、ワイヤ，プ
ーリからなる伝達経路が少なくとも旋回関節でロボット
アームの外側に配設されるため、全配設ラインのロボッ
トアームの外側への装備が可能となり、他のロボット等
へも容易に装備することができて汎用性が高くなる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達装
置の実施の形態を示す制御構成図である。
【図２】 図１の要部の拡大断面図である。
【図３】 図２の平面図である。
【図４】 図１の伸転関節付近の詳細図である。
【図５】 図１の旋回関節付近の詳細図である。
【図６】 図５の側面断面図である。
【図７】 本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達方
法の実施の形態を示す制御構成図である。
【図８】 図７の制御のブロック線図である。
【符号の説明】
１ エンドエフェクタ ２ エンドエフェクタ駆動装置 ３ ロボットベース ４ ロボットアーム ４ａ，４ｂ リンク ４ｃ 関節 ５ 伝達経路 ５ａ ワイヤ ５ｂ プーリ ６ コントローラ ７ 回避機構
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年２月１３日（２００１．２．１
３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 エンドエフェクタ用動力伝達装
置および方法
【特許請求の範囲】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】 本発明は、ロボットの作業
端末を構成するエンドエフェクタに駆動の動力を伝達す
るエンドエフェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ
用動力伝達方法に係る技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】 最近、ロボットアームを高速，円滑，
正確に動作させる手段として、エンドエフェクタを駆動
する動力を起生するエンドエフェクタ駆動装置をロボッ
トベース側に設置し、ロボットアームの手先重量を構成
しているエンドエフェクタを軽量化することが広く行わ
れている。
【０００３】従来、エンドエフェクタ用動力伝達装置と
しては、例えば、ロボットアームのリンクに沿ってエン
ドエフェクタを駆動する動力を伝達する伝達経路が配設
されてなるものが知られている。この従来のエンドエフ
ェクタ用動力伝達装置は、ロボットアーム，エンドエフ
ェクタのコンパクト化等に寄与している
【０００４】従来、エンドエフェクタ用動力伝達方法と
しては、例えば、前述の従来のエンドエフェクタ用動力
伝達装置について、伝達経路の状況からエンドエフェク
タ駆動装置をフィードバック制御するものが知られてい
る。この従来のエンドエフェクタ用動力伝達方法は、ロ
ボットの高性能化等に寄与している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】 前述の従来のエンド
エフェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ用動力伝
達方法では、伝達経路にワイヤ，プーリの構成を含む場
合、ロボットアームの駆動によってワイヤが伸縮する等
して動力干渉を受けてしまうという問題点がある。
【０００６】なお、伝達経路にワイヤ，プーリの構成を
採用することは、ロボットアームを軽量化し伝達経路の
製造コストを低減することができるという利点がある。
【０００７】本発明は、このような問題点を考慮してな
されたもので、ロボットアームの駆動によるエンドエフ
ェクタへの動力干渉を解消するとともに、ロボットアー
ムを軽量化し伝達経路の製造コストを低減することので
きるエンドエフェクタ用動力伝達装置，エンドエフェク
タ用動力伝達方法を提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】 前述の課題を解決する
ため、本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達装置
は、次のような手段を採用する。
【０００９】即ち、請求項１に記載のように、ロボット
ベース側に設置されたエンドエフェクタ駆動装置からロ
ボットベースに支持されたロボットアームの先端部に支
持されたエンドエフェクタまで、ロボットアームのリン
クに沿ってエンドエフェクタを駆動する動力を伝達する
伝達経路が配設されてなるエンドエフェクタ用動力伝達
装置において、伝達経路をワイヤ，プーリのみで構成
し、伝達経路とエンドエフェクタとの間にエンドエフェ
クタへの駆動の動力の伝達を断続する回避機構を設け、
回避機構とロボットアームの駆動装置との間にロボット
アームの駆動時に回避機構に伝達の切断を指示しロボッ
トアームの停止時に回避機構に伝達の接続を指示するコ
ントローラを接続したことを特徴とする。
【００１０】この手段では、伝達経路をワイヤ，プーリ
のみで構成することで、ロボットアームを軽量化し伝達
経路の製造コストを低減している。そして、回避機構に
よって、動力干渉が起こるロボットアームの駆動時には
コントローラが伝達経路からエンドエフェクタへの駆動
の動力の伝達の切断を指示し、ロボットアームの停止時
にはコントローラが伝達経路からエンドエフェクタへの
駆動の動力の伝達の接続を指示する。
【００１１】また、請求項２に記載のように、請求項１
のエンドエフェクタ用動力伝達装置において、回避機構
は、伝達経路からエンドエフェクタへの動力の伝達を接
続，切断するクラッチと、エンドエフェクタの動作を阻
止，解除するブレーキからなることを特徴とする。
【００１２】この手段では、クラッチ，ブレーキの組合
わせにより、伝達経路からエンドエフェクタへの駆動の
動力の伝達を切断した際のエンドエフェクタの無用の動
作を阻止する。
【００１３】また、請求項３に記載のように、請求項１
または２のエンドエフェクタ用動力伝達装置において、
伝達経路のロボットアームの旋回関節付近に取付けられ
るプーリが旋回関節の回転軸の外側に同軸に配置される
中空形であることを特徴とする。
【００１４】この手段では、ワイヤ，プーリからなる伝
達経路が少なくとも旋回関節でロボットアームの外側に
配設される。
【００１５】また、前述の課題を解決するため、本発明
に係るエンドエフェクタ用動力伝達方法は、次のような
手段を採用する。
【００１６】即ち、請求項４では、ロボットベース側に
設置されたエンドエフェクタ駆動装置からロボットベー
スに支持されたロボットアームの先端部に支持されたエ
ンドエフェクタまで、ロボットアームのリンクに沿って
エンドエフェクタを駆動する動力を伝達する伝達経路が
配設されてなるエンドエフェクタ用動力伝達装置につい
て、伝達経路の状況からエンドエフェクタ駆動装置をフ
ィードバック制御するエンドエフェクタ用動力伝達方法
において、伝達経路をワイヤ，プーリのみで構成して、
ワイヤの張力，配設長から得られたワイヤの延び長とワ
イヤの実際の繰出長と、ワイヤの張力とからフィードバ
ック制御を行うことを特徴とする。
【００１７】この手段では、伝達経路をワイヤ，プーリ
のみで構成することで、ロボットアームを軽量化し伝達
経路の製造コストを低減している。そして、動力干渉に
より生じたワイヤの変位とワイヤの張力とからエンドエ
フェクタ駆動装置をフィードバック制御する。
【００１８】また、請求項５に記載のように、請求項４
のエンドエフェクタ用動力伝達方法において、エンドエ
フェクタ用動力伝達装置の伝達経路のロボットアームの
旋回関節付近に取付けられるプーリが旋回関節の回転軸
の外側に同軸に配置される中空形であることを特徴とす
る。
【００１９】この手段では、ワイヤ，プーリからなる伝
達経路が少なくとも旋回関節でロボットアームの外側に
配設される。
【００２０】
【発明の実施の形態】 以下、本発明に係るエンドエフ
ェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ用動力伝達方
法の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２１】図１〜図６は、本発明に係るエンドエフェ
クタ用動力伝達装置の実施の形態を示すものである。
【００２２】この実施の形態は、図１に示すように、エ
ンドエフェクタ１を駆動する動力を起生するエンドエフ
ェクタ駆動装置２をロボットベース３に設置してある。
そして、ロボットベース３に支持されたロボットアーム
４の２本のリンク４ａ，４ｂに沿ってエンドエフェクタ
１を駆動する動力を伝達するワイヤ５ａ，プーリ５ｂの
みで構成される伝達経路５が配設されている。
【００２３】エンドエフェクタ１と伝達経路５との間に
は、コントローラ６に接続した回避機構７が連結されて
いる。なお、コントローラ６は、ロボットアーム４の駆
動装置（図示せず）に接続して、ロボットアーム４の駆
動の有無を判断することができるようになっている。
【００２４】伝達経路５は、図２に示すように、ロボッ
トアーム４の関節４ｃが伸転関節からなる場合、プーリ
５ｂが関節４ｃの回転軸と同軸に取付けられる。また、
図３，図４に示すように、ロボットアーム４の関節４ｃ
が旋回関節からなる場合、プーリ５ｂが中空形に形成さ
れて関節４ｃの回転軸４ｄの外側に同軸に配置される。
この中空形のプーリ５ｂは、中空形の軸受が一体的に組
付けられてなるもので、軸受部分がロボットアーム４の
一方のリンク４ａに支持された軸受部材５ｄに回転可能
に支持される。また、ロボットアーム４の両リンク４
ａ，４ｂには、軸線が回転軸４ｄと直交する方向へ位置
された補助プーリ５ｅがそれぞれ取付けられる。
【００２５】この伝達経路５の構造は、全配設ラインの
ロボットアーム４の外側への装備が可能となる。従っ
て、既存の様々なマニピュレータへ容易に装備すること
ができ、汎用性が高くなる。
【００２６】回避機構７は、図５，図６に詳細に示され
るように、クラッチ７ａとブレーキ７ｂとで構成されて
いる。クラッチ７ａは、１面がロボットアーム４の端末
側のリンク４ｂに回転可能に支持された軸７ｃに固定さ
れ、対面する他の１面が前記軸７ｃに遊嵌されるととも
に伝達経路５の最端末のプーリ５ｂに固定されている。
最端末のプーリ５ｂは、前記軸７ｃに遊嵌されている。
ブレーキ７ｂは、前記軸７ｃに拘束，開放可能な構造を
内蔵して嵌装され軸７ｃの回転を阻止，許容する。な
お、エンドエフェクタ１は、ハンド１ａに同軸に支持さ
れた連結用プーリ１ｂと前記軸７ｃに固定された連結用
プーリ１ｃとの間に張設された連結用ワイヤ１ｄによっ
て回避機構７に連結されている。
【００２７】この実施の形態によると、ロボットアーム
４の駆動装置の駆動情報によりロボットアーム４が駆動
されていると判断された場合、コントローラ６の指示で
回避機構７のクラッチ７ａが切断される。この結果、回
避機構７の軸７ｃが回転せず、エンドエフェクタ１が駆
動されず、ロボットアーム４からの動力干渉を回避する
ことができる。なお、このとき、コントローラ６の指示
で回避機構７のブレーキ７ｂが軸７ｃの回転を阻止して
いるため、エンドエフェクタ１の慣性，重力等による無
用の動作が阻止される。
【００２８】また、ロボットアーム４の駆動装置の駆動
情報によりロボットアーム４が停止されていると判断さ
れた場合、ロボットアーム４からの動力干渉を受けない
ため、コントローラ６の指示で回避機構７のクラッチ７
ａが接続される。この結果、回避機構７の軸７ｃが回転
し、エンドエフェクタ１が駆動される。なお、このと
き、コントローラ６の指示で回避機構７のブレーキ７ｂ
が軸７ｃの回転を許容する。
【００２９】図７，図８は、本発明に係るエンドエフェ
クタ用動力伝達方法の実施の形態を示すものである。
【００３０】この実施の形態は、図１に示すように、前
述本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達装置の実施
の形態の回避機構７を除いてほぼ同様に構成されたもの
について、伝達経路５のワイヤ５ａの張力を検出する張
力センサ８をコントローラ６に接続し、コントローラ６
でエンドエフェクタ駆動装置２をフィードバック制御す
るように構成してある。
【００３１】さらに、この実施の形態では、ロボットア
ーム４の関節４ｃのエンコーダ９から得られたエンコー
ダ値により、ロボットアーム４のリンク４ａ，４ｂの角
度からアームの順運動学計算処理，幾何計算処理１０を
行って、伝達経路５のワイヤ５ａの配設長（経路長）ａ
を算出する。また、この配設長ａと張力センサ８から得
られた張力値とから材力計算処理１１を行って、伝達経
路５のワイヤ５ａの延び長ｂを算出する。また、エンド
エフェクタ駆動装置２に接続されたエンコーダ１２から
得られたエンコーダ値により、エンドエフェクタ駆動装
置２から伝達経路５のワイヤ５ａが実際に繰出された繰
出長ｃが算出される。
【００３２】これ等の配設長ａ，延び長ｂ，繰出長ｃ
は、演算されて制御の目標値ｄとさらに演算される。こ
の演算で得られた指令値ｅは、アンプ１３で増幅されて
エンドエフェクタ駆動装置２に指示される。
【００３３】この実施の形態によると、ロボットアーム
４の動力干渉により生じた伝達経路５のワイヤ５ａの変
位からと、ワイヤ５ａの張力からとのエンドエフェクタ
駆動装置２のフィードバック制御が総合されることにな
る。従って、ロボットアーム４の動力干渉を排除して、
エンドエフェクタ１に対して駆動の動力を正確に伝達す
ることができる。
【００３４】また、特殊な機器等を設備する必要がない
ため、低コストでの設備が可能である。
【００３５】
【発明の効果】 以上のように、本発明に係るエンドエ
フェクタ用動力伝達装置，エンドエフェクタ用動力伝達
方法は、伝達経路をワイヤ，プーリのみで構成している
ため、ロボットアームを軽量化し伝達経路の製造コスト
を低減することができる効果がある。
【００３６】さらに、本発明に係るエンドエフェクタ用
動力伝達装置は、回避機構によって、動力干渉が起こる
ロボットアームの駆動時にはコントローラの指示で伝達
経路からエンドエフェクタへの駆動の動力の伝達を切断
することができ、本発明に係るエンドエフェクタ用動力
伝達方法は、フィードバック制御の動力干渉に掛かる要
素を含めることでエンドエフェクタに対して駆動の動力
を正確に伝達することができるため、ロボットアームの
駆動による動力干渉を解消することができる効果があ
る。
【００３７】さらに、請求項２として、クラッチ，ブレ
ーキの組合わせにより、伝達経路からエンドエフェクタ
への駆動の動力の伝達を切断した際のエンドエフェクタ
の無用の動作を阻止することができる効果がある。
【００３８】さらに、請求項３，５として、ワイヤ，プ
ーリからなる伝達経路が少なくとも旋回関節でロボット
アームの外側に配設されるため、全配設ラインのロボッ
トアームの外側への装備が可能となり、他のロボット等
へも容易に装備することができて汎用性が高くなる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達装
置の実施の形態を示す制御構成図である。
【図２】 図１の要部の拡大断面図である。
【図３】 図２の平面図である。
【図４】 図１の伸転関節付近の詳細図である。
【図５】 図１の旋回関節付近の詳細図である。
【図６】 図５の側面断面図である。
【図７】 本発明に係るエンドエフェクタ用動力伝達方
法の実施の形態を示す制御構成図である。
【図８】 図７の制御のブロック線図である。
【符号の説明】 １ エンドエフェクタ ２ エンドエフェクタ駆動装置 ３ ロボットベース ４ ロボットアーム ４ａ，４ｂ リンク ４ｃ 関節 ５ 伝達経路 ５ａ ワイヤ ５ｂ プーリ ６ コントローラ ７ 回避機構
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中野 康夫 千葉県野田市二ツ塚118番地 川崎重工業 株式会社野田工場内 Ｆターム(参考） 3F060 EB13 EC13 GB04 GB32 GB33 GD06 GD14 HA00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ロボットベース側に設置されたエンドエ
    フェクタ駆動装置からロボットベースに支持されたロボ
    ットアームの先端部に支持されたエンドエフェクタま
    で、ロボットアームのリンクに沿ってエンドエフェクタ
    を駆動する動力を伝達する伝達経路が配設されてなるエ
    ンドエフェクタ用動力伝達装置において、伝達経路をワ
    イヤ，プーリのみで構成し、伝達経路とエンドエフェク
    タとの間にロボットアームの駆動時にエンドエフェクタ
    の駆動を回避する回避機構を設けたことを特徴とするエ
    ンドエフェクタ用動力伝達装置。
  2. 【請求項２】 請求項１のエンドエフェクタ用動力伝達
    装置において、回避機構は、伝達経路からエンドエフェ
    クタへの動力の伝達を接続，切断するクラッチと、エン
    ドエフェクタの動作を阻止，解除するブレーキからなる
    ことを特徴とするエンドエフェクタ用動力伝達装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２のエンドエフェクタ用
    動力伝達装置において、伝達経路のロボットアームの旋
    回関節付近に取付けられるプーリが旋回関節の回転軸の
    外側に同軸に配置される中空形であることを特徴とする
    エンドエフェクタ用動力伝達装置
  4. 【請求項４】 ロボットベース側に設置されたエンドエ
    フェクタ駆動装置からロボットベースに支持されたロボ
    ットアームの先端部に支持されたエンドエフェクタま
    で、ロボットアームのリンクに沿ってエンドエフェクタ
    を駆動する動力を伝達する伝達経路が配設されてなるエ
    ンドエフェクタ用動力伝達装置について、伝達経路の状
    況からエンドエフェクタ駆動装置をフィードバック制御
    するエンドエフェクタ用動力伝達方法において、伝達経
    路をワイヤ，プーリのみで構成して、ワイヤの張力，配
    設長から得られたワイヤの延び長とワイヤの実際の繰出
    長と、ワイヤの張力とからフィードバック制御を行うこ
    とを特徴とするエンドエフェクタ用動力伝達方法。
  5. 【請求項５】 請求項４のエンドエフェクタ用動力伝達
    方法において、エンドエフェクタ用動力伝達装置の伝達
    経路のロボットアームの旋回関節付近に取付けられるプ
    ーリが旋回関節の回転軸の外側に同軸に配置される中空
    形であることを特徴とするエンドエフェクタ用動力伝達
    方法。
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