JP2002370189A - 産業ロボットの手首・アーム構造 - Google Patents
産業ロボットの手首・アーム構造Info
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- JP2002370189A JP2002370189A JP2001181250A JP2001181250A JP2002370189A JP 2002370189 A JP2002370189 A JP 2002370189A JP 2001181250 A JP2001181250 A JP 2001181250A JP 2001181250 A JP2001181250 A JP 2001181250A JP 2002370189 A JP2002370189 A JP 2002370189A
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】第１軸、第２軸、第３軸の回りを駆動する各中
空シャフトを短縮し、部品点数の削減、軽量化、低イナ
ーシャ化を図ることが可能な産業ロボットの手首・アー
ム構造を提供。 【解決手段】上腕１に第１軸ａの回りを回転自在に支持
された中空シャフト２、中空シャフト先端に固定された
中空手首基部３、第１軸ａに直交する第２軸ｂの回りに
揺動可能に中空手首基部３に支持された第１中空ケーシ
ング４及び第２軸ｂに直交する第３軸ｃの回りに回転可
能に第１中空ケーシング４に支持された第２中空ケーシ
ング５及び第２中空ケーシング５に固着された中空手首
フランジ６を有し、第２中空ケーシング５を第３軸ｃの
回りに駆動する第３軸モータ９を中空手首フランジ６に
取付けかつ第３軸モータ９からの出力歯車２５を第１中
空ケーシング５に固着された中空歯車２６と噛み合わせ
た。
空シャフトを短縮し、部品点数の削減、軽量化、低イナ
ーシャ化を図ることが可能な産業ロボットの手首・アー
ム構造を提供。 【解決手段】上腕１に第１軸ａの回りを回転自在に支持
された中空シャフト２、中空シャフト先端に固定された
中空手首基部３、第１軸ａに直交する第２軸ｂの回りに
揺動可能に中空手首基部３に支持された第１中空ケーシ
ング４及び第２軸ｂに直交する第３軸ｃの回りに回転可
能に第１中空ケーシング４に支持された第２中空ケーシ
ング５及び第２中空ケーシング５に固着された中空手首
フランジ６を有し、第２中空ケーシング５を第３軸ｃの
回りに駆動する第３軸モータ９を中空手首フランジ６に
取付けかつ第３軸モータ９からの出力歯車２５を第１中
空ケーシング５に固着された中空歯車２６と噛み合わせ
た。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は産業用ロボットにお
いて、手首・アームの大型化を極力抑えながら、中空部
径を増大させ、多くのケーブル・ホースを通すことがで
きる軽量・低イナーシャの手首・アーム構造に関する。
いて、手首・アームの大型化を極力抑えながら、中空部
径を増大させ、多くのケーブル・ホースを通すことがで
きる軽量・低イナーシャの手首・アーム構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の手首・アーム構造は、図２に示す
ように、手首５８の各軸を図１に示すような第１軸、第
２軸、第３軸の回りにそれぞれを駆動する第１軸、第２
軸、第３軸モータ５４、５５、５６が上腕５７の後方に
配置されており、第１軸、第２軸、第３軸の回りを駆動
する図示しない同軸の各中空シャフトが上腕内を通って
いる。そこで、スポット溶接用ロボットの場合、スポッ
トガンへの溶接ケーブルや冷却水用ホース、ガン駆動用
モータへの電力供給および信号供給用のケーブルは、図
２のように上腕の外側をスポットガンまで引き回してお
り、ケーブル・ホース５１をサポートするサポート部品
５２が必要となるだけでなく、ケーブル・ホース５１が
周辺装置あるいはロボットの手首部５８やアーム５７と
干渉したり引っ掛けたりする可能性があるため、手首部
５８にモータを配置することは現実的に困難であった。
また、ケーブル・ホース５１の引き回し上、手首部５８
の動作範囲に制約を受けることがある。特許第3153165
号では、ケーブル・ホースを上腕及び手首内に通したの
で、ケーブル・ホースが周辺装置と干渉したり引っ掛け
たりすることはないが、第１軸、第２軸、第３軸の回り
を駆動する同軸の各中空シャフトが図２と同様に上腕５
７内を通っている。
ように、手首５８の各軸を図１に示すような第１軸、第
２軸、第３軸の回りにそれぞれを駆動する第１軸、第２
軸、第３軸モータ５４、５５、５６が上腕５７の後方に
配置されており、第１軸、第２軸、第３軸の回りを駆動
する図示しない同軸の各中空シャフトが上腕内を通って
いる。そこで、スポット溶接用ロボットの場合、スポッ
トガンへの溶接ケーブルや冷却水用ホース、ガン駆動用
モータへの電力供給および信号供給用のケーブルは、図
２のように上腕の外側をスポットガンまで引き回してお
り、ケーブル・ホース５１をサポートするサポート部品
５２が必要となるだけでなく、ケーブル・ホース５１が
周辺装置あるいはロボットの手首部５８やアーム５７と
干渉したり引っ掛けたりする可能性があるため、手首部
５８にモータを配置することは現実的に困難であった。
また、ケーブル・ホース５１の引き回し上、手首部５８
の動作範囲に制約を受けることがある。特許第3153165
号では、ケーブル・ホースを上腕及び手首内に通したの
で、ケーブル・ホースが周辺装置と干渉したり引っ掛け
たりすることはないが、第１軸、第２軸、第３軸の回り
を駆動する同軸の各中空シャフトが図２と同様に上腕５
７内を通っている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特許第3153165 号に開
示する公知の解決手段は、ケーブル・ホースが周辺装置
やロボットの手首・アームと干渉したり、引っ掛けたり
する問題については解決しているが、第１軸、第２軸、
第３軸の回りを駆動する同軸の各中空シャフトが上腕内
を通っているため、部品点数増加、重量増加、イナーシ
ャ増加、コスト増加、上腕の外径増大などの課題があっ
た。本発明の課題は、第１軸、第２軸、第３軸の回りを
駆動する各中空シャフトを短縮し、部品点数の削減、軽
量化、低イナーシャ化を図ることが可能な産業ロボット
の手首・アーム構造を提供することにある。本発明の別
の課題は、コンパクト・スリムでかつ干渉の少ない手首
・アーム構造を低コストで提供することにある。さらに
は、手首フランジに取付けられた作業工具へ供給するケ
ーブル・ホースの引き回しを容易にし、ロボットに付帯
装置を取付けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ
掛かりを防止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可
能とした産業ロボットの手首・アーム構造を提供するこ
とにある。
示する公知の解決手段は、ケーブル・ホースが周辺装置
やロボットの手首・アームと干渉したり、引っ掛けたり
する問題については解決しているが、第１軸、第２軸、
第３軸の回りを駆動する同軸の各中空シャフトが上腕内
を通っているため、部品点数増加、重量増加、イナーシ
ャ増加、コスト増加、上腕の外径増大などの課題があっ
た。本発明の課題は、第１軸、第２軸、第３軸の回りを
駆動する各中空シャフトを短縮し、部品点数の削減、軽
量化、低イナーシャ化を図ることが可能な産業ロボット
の手首・アーム構造を提供することにある。本発明の別
の課題は、コンパクト・スリムでかつ干渉の少ない手首
・アーム構造を低コストで提供することにある。さらに
は、手首フランジに取付けられた作業工具へ供給するケ
ーブル・ホースの引き回しを容易にし、ロボットに付帯
装置を取付けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ
掛かりを防止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可
能とした産業ロボットの手首・アーム構造を提供するこ
とにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、上腕
に第１軸の回りを回転自在に支持された中空シャフト
と、前記中空シャフト先端に固定された中空手首基部
と、前記第１軸に直交する第２軸の回りに揺動可能に前
記中空手首基部に支持された第１中空ケーシングと、前
記第２軸に直交する第３軸の回りに回転可能に前記第１
中空ケーシングに支持された第２中空ケーシングと、前
記第２中空ケーシングに固着された中空手首フランジと
を有し、前記第２中空ケーシングを第３軸の回りに駆動
する第３軸モータを前記手首フランジ又は前記第２中空
ケーシングに取付けかつモータからの出力歯車を前記第
１中空ケーシングに固着された中空歯車と噛み合わせた
ことを特徴とする産業ロボットの手首・アーム構造を提
供することによって上述した従来品の課題を解消した。
に第１軸の回りを回転自在に支持された中空シャフト
と、前記中空シャフト先端に固定された中空手首基部
と、前記第１軸に直交する第２軸の回りに揺動可能に前
記中空手首基部に支持された第１中空ケーシングと、前
記第２軸に直交する第３軸の回りに回転可能に前記第１
中空ケーシングに支持された第２中空ケーシングと、前
記第２中空ケーシングに固着された中空手首フランジと
を有し、前記第２中空ケーシングを第３軸の回りに駆動
する第３軸モータを前記手首フランジ又は前記第２中空
ケーシングに取付けかつモータからの出力歯車を前記第
１中空ケーシングに固着された中空歯車と噛み合わせた
ことを特徴とする産業ロボットの手首・アーム構造を提
供することによって上述した従来品の課題を解消した。
【０００５】
【作用】本発明により、第１軸、第２軸、第３軸の回り
を駆動する各中空シャフトを短縮し、部品点数の削減、
軽量化、低イナーシャ化を図ることが可能となった。ま
た、コンパクト・スリムでかつ干渉の少ない手首・アー
ム構造を低コストで提供することが可能となった。さら
に、手首フランジに取付けられた作業工具へ供給するケ
ーブル・ホースの引き回しを容易にし、ロボットに付帯
装置を取付けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ
掛かりを防止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可
能とした。また、第２軸の軸心付近の大きな開口部によ
り、挿通するケーブル・ホースの交換を容易にするだけ
でなく、中空部を大気に開放することによりケーブルの
発熱による中空部の温度上昇を抑え、温度上昇によるケ
ーブルの定格電流の低下やホースの耐圧低下および中空
部外周に配置された駆動系の機械要素への影響を防ぐこ
とが可能となった。また、第２軸および第３軸の駆動系
を上腕内を通さないことにより、上腕の外径を増大させ
ることなく中空径を増大させ、たくさんのケーブル・ホ
ースを挿通させることができる大きな中空径を確保する
ことが可能となった。
を駆動する各中空シャフトを短縮し、部品点数の削減、
軽量化、低イナーシャ化を図ることが可能となった。ま
た、コンパクト・スリムでかつ干渉の少ない手首・アー
ム構造を低コストで提供することが可能となった。さら
に、手首フランジに取付けられた作業工具へ供給するケ
ーブル・ホースの引き回しを容易にし、ロボットに付帯
装置を取付けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ
掛かりを防止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可
能とした。また、第２軸の軸心付近の大きな開口部によ
り、挿通するケーブル・ホースの交換を容易にするだけ
でなく、中空部を大気に開放することによりケーブルの
発熱による中空部の温度上昇を抑え、温度上昇によるケ
ーブルの定格電流の低下やホースの耐圧低下および中空
部外周に配置された駆動系の機械要素への影響を防ぐこ
とが可能となった。また、第２軸および第３軸の駆動系
を上腕内を通さないことにより、上腕の外径を増大させ
ることなく中空径を増大させ、たくさんのケーブル・ホ
ースを挿通させることができる大きな中空径を確保する
ことが可能となった。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１に示
す。図１の（ａ）は本発明の実施の形態の上腕に取付ら
れた手首を示す外観側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（ｄ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図、をそれぞれ示
す。図１（ｃ）において、上腕１の内部に、第１軸ａの
まわりに中空部２７を有する中空シャフト２を有し、中
空シャフト２は１対の軸受１４を介して上腕１に回転自
在に支持されている。上腕１は、軸線ａのまわりに中空
部２７と連続する中空部２８を有する上腕ケーシング３
２に締結されており、上腕ケーシング３２には中空シャ
フト２を回転駆動させるための第１軸モータ７を有し、
第１軸モータ７の出力軸先端部には歯車１８を有する。
中空シャフト２の後端には、歯車１８とかみ合う中空歯
車１７を有し、前記中空シャフト２の前端には、第１軸
ａのまわりに中空部２７と連続する中空部２９を有する
手首基部３が取付けられている。
す。図１の（ａ）は本発明の実施の形態の上腕に取付ら
れた手首を示す外観側面図、（ｂ）は（ａ）の正面図、
（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、（ｄ）
は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図、をそれぞれ示
す。図１（ｃ）において、上腕１の内部に、第１軸ａの
まわりに中空部２７を有する中空シャフト２を有し、中
空シャフト２は１対の軸受１４を介して上腕１に回転自
在に支持されている。上腕１は、軸線ａのまわりに中空
部２７と連続する中空部２８を有する上腕ケーシング３
２に締結されており、上腕ケーシング３２には中空シャ
フト２を回転駆動させるための第１軸モータ７を有し、
第１軸モータ７の出力軸先端部には歯車１８を有する。
中空シャフト２の後端には、歯車１８とかみ合う中空歯
車１７を有し、前記中空シャフト２の前端には、第１軸
ａのまわりに中空部２７と連続する中空部２９を有する
手首基部３が取付けられている。
【０００７】中空手首基部３は、第１軸ａに直交する第
２軸ｂのまわりに軸受１５を介して第１中空ケーシング
４を回転自在に支持する。中空手首基部３に、第１中空
ケーシング４を回転駆動させるための第２軸モータ８が
配置されており、第２軸モータ８の出力軸１９は１対の
軸受３４を介して回転自在に中空手首基部３に支持され
た歯車軸２０を回転させ、歯車軸２０の先端歯車は第１
中空ケーシング４に固着されたフランジ３７に取付けら
れた歯車軸２１の先端歯車とかみ合う。
２軸ｂのまわりに軸受１５を介して第１中空ケーシング
４を回転自在に支持する。中空手首基部３に、第１中空
ケーシング４を回転駆動させるための第２軸モータ８が
配置されており、第２軸モータ８の出力軸１９は１対の
軸受３４を介して回転自在に中空手首基部３に支持され
た歯車軸２０を回転させ、歯車軸２０の先端歯車は第１
中空ケーシング４に固着されたフランジ３７に取付けら
れた歯車軸２１の先端歯車とかみ合う。
【０００８】第１中空ケーシング４は、第２軸ｂに直交
する第３軸ｃのまわりに中空部３０を有し、第１軸ａと
第２軸ｂの交点付近には大きな開口部３３が設けられ、
中空部３０は大きな開口部３３を介して中空部２９と空
間的に連続している。第１中空ケーシング４は軸受１６
を介して第３軸ｃのまわりに回転自在に第２中空ケーシ
ング５を支持する。第２中空ケーシング５には第３軸ｃ
のまわりに中空部３０と連続する中空部３１を有する中
空手首フランジ６が固着されている。第１中空ケーシン
グ４の前方先端部に中空歯車２６が固定されている。第
２中空ケーシング５を第３軸ｃの回りに駆動する第３軸
モータ９が第２中空ケーシング５に固定された中空手首
フランジ６の作業工具３８取付側に配置されているが、
第２中空ケーシング５に取付てもよい。第３軸モータ９
の出力軸歯車２２は中空手首フランジ６内に１対の軸受
３６を介して回転自在に支持された歯車軸２３の歯車と
噛み合い、歯車軸２３のの反対の端部には、歯車２４が
設けられ、歯車２４は、第２中空ケーシング５に取付け
られたシャフト３９に１対の軸受３５を介して回転自在
に支持された歯車２５とかみ合っており、歯車２５は第
１中空ケーシング４に固着された中空歯車２６とかみ合
っている。第３軸モータ９が回転すると、第２中空ケー
シング５に固着された中空手首フランジ６が回転させら
れる。
する第３軸ｃのまわりに中空部３０を有し、第１軸ａと
第２軸ｂの交点付近には大きな開口部３３が設けられ、
中空部３０は大きな開口部３３を介して中空部２９と空
間的に連続している。第１中空ケーシング４は軸受１６
を介して第３軸ｃのまわりに回転自在に第２中空ケーシ
ング５を支持する。第２中空ケーシング５には第３軸ｃ
のまわりに中空部３０と連続する中空部３１を有する中
空手首フランジ６が固着されている。第１中空ケーシン
グ４の前方先端部に中空歯車２６が固定されている。第
２中空ケーシング５を第３軸ｃの回りに駆動する第３軸
モータ９が第２中空ケーシング５に固定された中空手首
フランジ６の作業工具３８取付側に配置されているが、
第２中空ケーシング５に取付てもよい。第３軸モータ９
の出力軸歯車２２は中空手首フランジ６内に１対の軸受
３６を介して回転自在に支持された歯車軸２３の歯車と
噛み合い、歯車軸２３のの反対の端部には、歯車２４が
設けられ、歯車２４は、第２中空ケーシング５に取付け
られたシャフト３９に１対の軸受３５を介して回転自在
に支持された歯車２５とかみ合っており、歯車２５は第
１中空ケーシング４に固着された中空歯車２６とかみ合
っている。第３軸モータ９が回転すると、第２中空ケー
シング５に固着された中空手首フランジ６が回転させら
れる。
【０００９】上腕後方の上腕ケーシング３２から中空手
首フランジ６までの連続した空間（順に、中空部２８、
中空部２７、中空部２９、開口部３３、中空部３０及び
中空部３１）に作業工具３８に供給するケーブル・ホー
ス４０および第２軸モータ８用ケーブル１０、第３軸モ
ータ９用ケーブル１２を挿通させ、第２軸モータ８用ケ
ーブル１０は開口部３３より第２軸モータ８へ配線され
る。図１の実施の形態の代わりに、第２中空ケーシング
５を第３軸ｃの回りに駆動する第３軸モータ９を第１中
空ケーシング４又は作業工具３８上に取付けてもよい。
首フランジ６までの連続した空間（順に、中空部２８、
中空部２７、中空部２９、開口部３３、中空部３０及び
中空部３１）に作業工具３８に供給するケーブル・ホー
ス４０および第２軸モータ８用ケーブル１０、第３軸モ
ータ９用ケーブル１２を挿通させ、第２軸モータ８用ケ
ーブル１０は開口部３３より第２軸モータ８へ配線され
る。図１の実施の形態の代わりに、第２中空ケーシング
５を第３軸ｃの回りに駆動する第３軸モータ９を第１中
空ケーシング４又は作業工具３８上に取付けてもよい。
【００１０】図１の実施の形態では中空シャフト、第１
中空ケーシング４及び第２中空ケーシング５に固着され
てい中空手首フランジ６は、いずれも第１軸モータ７、
第２軸モータ８及び第３軸モータ９が歯車を介して直接
駆動しているが、特許第3153165 号に開示するように、
歯車を介する代わりに、中空シャフトを駆動する第１軸
モータを減速する第１の減速機を介して中空シャフトが
上腕に支持され、第１中空ケーシングを駆動する第２軸
モータを減速する第２の減速機を介して第１中空ケーシ
ングは手首基部に支持され、前記第２中空ケーシングを
駆動する第３軸モータを減速する第３の減速機を介して
前記第２中空ケーシングは第１中空ケーシングに支持さ
れ、それぞれ駆動されるようにしてもよい。
中空ケーシング４及び第２中空ケーシング５に固着され
てい中空手首フランジ６は、いずれも第１軸モータ７、
第２軸モータ８及び第３軸モータ９が歯車を介して直接
駆動しているが、特許第3153165 号に開示するように、
歯車を介する代わりに、中空シャフトを駆動する第１軸
モータを減速する第１の減速機を介して中空シャフトが
上腕に支持され、第１中空ケーシングを駆動する第２軸
モータを減速する第２の減速機を介して第１中空ケーシ
ングは手首基部に支持され、前記第２中空ケーシングを
駆動する第３軸モータを減速する第３の減速機を介して
前記第２中空ケーシングは第１中空ケーシングに支持さ
れ、それぞれ駆動されるようにしてもよい。
【００１１】
【発明の効果】本発明により、第１軸、第２軸、第３軸
の回りを駆動する同軸の各中空シャフトを上腕内を通す
ことなく、駆動系の短縮、部品点数の削減、軽量化、低
イナーシャ化をはかることとともに、コンパクト・スリ
ムでかつ干渉の少ない手首・アーム構造を提供すること
が可能となった。
の回りを駆動する同軸の各中空シャフトを上腕内を通す
ことなく、駆動系の短縮、部品点数の削減、軽量化、低
イナーシャ化をはかることとともに、コンパクト・スリ
ムでかつ干渉の少ない手首・アーム構造を提供すること
が可能となった。
【００１２】好ましくは、第３軸モータを中空手首フラ
ンジに固定した作業工具上又は中空手首フランジの作業
工具取付側の中空手首フランジに配置し、第３軸モータ
を作業工具のデッドスペースに配置し、加えて、第２軸
を駆動するモータを手首部に配置することで、第３軸だ
けでなく第２軸の駆動系も上腕内を通さず、さらに部品
点数の削減、軽量化、低イナーシャ化をはかることとと
もに、コンパクト・スリムで干渉の少ない手首・アーム
構造を提供することが可能となった。
ンジに固定した作業工具上又は中空手首フランジの作業
工具取付側の中空手首フランジに配置し、第３軸モータ
を作業工具のデッドスペースに配置し、加えて、第２軸
を駆動するモータを手首部に配置することで、第３軸だ
けでなく第２軸の駆動系も上腕内を通さず、さらに部品
点数の削減、軽量化、低イナーシャ化をはかることとと
もに、コンパクト・スリムで干渉の少ない手首・アーム
構造を提供することが可能となった。
【００１３】さらに好ましくは、手首フランジに取付け
られた作業工具へ供給するケーブル・ホース、及び前記
第２軸モータ、第３軸モータとそれぞれ連結されるケー
ブルの引き回しを容易にし、ロボットに付帯装置を取付
けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ掛かりを防
止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可能とした。
また、第２軸の軸心付近の大きな開口部により、挿通す
るケーブル・ホースの交換を容易にするだけでなく、中
空部を大気に開放することによりケーブルの発熱による
中空部の温度上昇を抑え、温度上昇によるケーブルの定
格電流の低下やホースの耐圧低下および中空部外周に配
置された駆動系の機械要素への影響を防ぐことが可能と
なった。また、第２軸および第３軸の駆動系を上腕内を
通さないことにより、上腕の外径を増大させることなく
中空径を増大させ、たくさんのケーブル・ホースを挿通
させることができる大きな中空径を確保することが可能
となった。
られた作業工具へ供給するケーブル・ホース、及び前記
第２軸モータ、第３軸モータとそれぞれ連結されるケー
ブルの引き回しを容易にし、ロボットに付帯装置を取付
けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ掛かりを防
止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可能とした。
また、第２軸の軸心付近の大きな開口部により、挿通す
るケーブル・ホースの交換を容易にするだけでなく、中
空部を大気に開放することによりケーブルの発熱による
中空部の温度上昇を抑え、温度上昇によるケーブルの定
格電流の低下やホースの耐圧低下および中空部外周に配
置された駆動系の機械要素への影響を防ぐことが可能と
なった。また、第２軸および第３軸の駆動系を上腕内を
通さないことにより、上腕の外径を増大させることなく
中空径を増大させ、たくさんのケーブル・ホースを挿通
させることができる大きな中空径を確保することが可能
となった。
【図１】図１の（ａ）は本発明の実施の形態の上腕に取
付けられた手首を示す外観側面図、（ｂ）は（ａ）の正
面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、
（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図、をそれ
ぞれ示す。
付けられた手首を示す外観側面図、（ｂ）は（ａ）の正
面図、（ｃ）は（ｂ）のＡ−Ａ線に沿った概略断面図、
（ｄ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿った部分断面図、をそれ
ぞれ示す。
【図２】従来の上腕に取付けられた手首を示す外観側面
図である。
図である。
１・・ 上腕 ２・・ 中空シャ
フト ３・・ 中空手首基部 ４・・ 第１中空
ケーシング ５・・ 第２中空ケーシング ６・・ 中空手首
フランジ ７・・ 第１軸モータ ８・・ 第２軸モ
ータ ９・・ 第３軸モータ 10・・第２軸モー
タ用ケーブル 12・・第３軸モータ用ケーブル 13・・ガイド 14,15,16・・軸受 17,18,20,21,22,23,
24,25,26・・歯車 27,28,29,30,31・・中空部 32・・上腕ケーシン
グ 33・・開口部 34,35,36・・軸受 37・・フランジ 38・・作業工具 39・・シャフト 40・・ケーブル・ホ
ース 41,4２・・ オイルシール
フト ３・・ 中空手首基部 ４・・ 第１中空
ケーシング ５・・ 第２中空ケーシング ６・・ 中空手首
フランジ ７・・ 第１軸モータ ８・・ 第２軸モ
ータ ９・・ 第３軸モータ 10・・第２軸モー
タ用ケーブル 12・・第３軸モータ用ケーブル 13・・ガイド 14,15,16・・軸受 17,18,20,21,22,23,
24,25,26・・歯車 27,28,29,30,31・・中空部 32・・上腕ケーシン
グ 33・・開口部 34,35,36・・軸受 37・・フランジ 38・・作業工具 39・・シャフト 40・・ケーブル・ホ
ース 41,4２・・ オイルシール
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成１３年８月３日（２００１．８．３）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明は、上腕
に第１軸の回りを回転自在に支持された中空シャフト
と、前記中空シャフト先端に固定された中空手首基部
と、前記第１軸に直交する第２軸の回りに揺動可能に前
記中空手首基部に支持された第１中空ケーシングと、前
記第２軸に直交する第３軸の回りに回転可能に前記第１
中空ケーシングに支持された第２中空ケーシングと、前
記第２中空ケーシングに固着された中空手首フランジ
と、を有し、前記第２中空ケーシングを第３軸の回りに
駆動する第３軸モータを前記中空手首フランジ、前記第
２中空ケーシング又は前記第１中空ケーシングに取付
け、前記第１中空ケーシングを前記第２軸の回りに駆動
する第２軸モータを前記中空手首基部又は前記第１中空
ケーシングに取付け、かつ前記第１軸と第３軸の交点付
近に大きな開口部を設け、前記中空シャフト及び中空手
首基部の各内周中空部、前記開口部及び前記第２中空ケ
ーシング及び中空手首フランジの各内周中空部とによ
り、前記上腕後方から前記中空手首フランジまで連続し
た中空の通路を確保し、前記連続した中空の通路内に前
記作業工具と連結するケーブル・ホース、及び前記第２
軸モータ、第３軸モータとそれぞれ連結されるケーブル
を挿通させるようにし、前記ケーブル・ホース及び前記
第２軸モータ、第３軸モータ用のケーブルを前記上腕後
方と前記手首フランジ又は前記作業工具に配置されたク
ランプで固定するようにしたことを特徴とする産業ロボ
ットの手首・アーム構造を提供することによって上述し
た従来品の課題を解消した。
に第１軸の回りを回転自在に支持された中空シャフト
と、前記中空シャフト先端に固定された中空手首基部
と、前記第１軸に直交する第２軸の回りに揺動可能に前
記中空手首基部に支持された第１中空ケーシングと、前
記第２軸に直交する第３軸の回りに回転可能に前記第１
中空ケーシングに支持された第２中空ケーシングと、前
記第２中空ケーシングに固着された中空手首フランジ
と、を有し、前記第２中空ケーシングを第３軸の回りに
駆動する第３軸モータを前記中空手首フランジ、前記第
２中空ケーシング又は前記第１中空ケーシングに取付
け、前記第１中空ケーシングを前記第２軸の回りに駆動
する第２軸モータを前記中空手首基部又は前記第１中空
ケーシングに取付け、かつ前記第１軸と第３軸の交点付
近に大きな開口部を設け、前記中空シャフト及び中空手
首基部の各内周中空部、前記開口部及び前記第２中空ケ
ーシング及び中空手首フランジの各内周中空部とによ
り、前記上腕後方から前記中空手首フランジまで連続し
た中空の通路を確保し、前記連続した中空の通路内に前
記作業工具と連結するケーブル・ホース、及び前記第２
軸モータ、第３軸モータとそれぞれ連結されるケーブル
を挿通させるようにし、前記ケーブル・ホース及び前記
第２軸モータ、第３軸モータ用のケーブルを前記上腕後
方と前記手首フランジ又は前記作業工具に配置されたク
ランプで固定するようにしたことを特徴とする産業ロボ
ットの手首・アーム構造を提供することによって上述し
た従来品の課題を解消した。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００６】
【作用】本発明により、第１軸、第２軸、第３軸の回り
を駆動する各中空シャフトを短縮し、部品点数の削減、
軽量化、低イナーシャ化を図ることが可能となり、ま
た、コンパクト・スリムでかつ干渉の少ない手首・アー
ム構造を低コストで提供することが可能となった。さら
に、手首フランジに取付けられた作業工具へ供給するケ
ーブル・ホースの引き回しを容易にし、ロボットに付帯
装置を取付けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ
掛かりを防止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可
能とした。かつ本発明により第２中空ケーシングを第３
軸の回りに駆動する第３軸モータを中空手首フランジ、
第２中空ケーシング又は第１中空ケーシングに取付け、
第１中空ケーシングを前記第２軸の回りに駆動する第２
軸モータを前記中空手首基部又は前記第１中空ケーシン
グに取付けたので、図２に示すように、他の軸の回転に
よる「つれ回り」がなくなるため、回転させる軸の順番
に関係なく第１軸と第３軸を互いに反対方向にそれぞれ
１８０°回転させるだけで、作業工具、手首、アームお
よび内蔵されたケーブル・ホースなどのいかなる部品も
分解することなく簡単に勝手違い手首を有するロボット
に変更することが可能となった。また、同時に有限のね
じれ角を有するケーブル・ホースの初期ねじれを取り除
くことが可能になるため、ケーブル・ホースの寿命を低
下させることがない。
を駆動する各中空シャフトを短縮し、部品点数の削減、
軽量化、低イナーシャ化を図ることが可能となり、ま
た、コンパクト・スリムでかつ干渉の少ない手首・アー
ム構造を低コストで提供することが可能となった。さら
に、手首フランジに取付けられた作業工具へ供給するケ
ーブル・ホースの引き回しを容易にし、ロボットに付帯
装置を取付けた状態でもケーブル・ホースの干渉や引っ
掛かりを防止し、かつケーブル・ホースの長寿命化を可
能とした。かつ本発明により第２中空ケーシングを第３
軸の回りに駆動する第３軸モータを中空手首フランジ、
第２中空ケーシング又は第１中空ケーシングに取付け、
第１中空ケーシングを前記第２軸の回りに駆動する第２
軸モータを前記中空手首基部又は前記第１中空ケーシン
グに取付けたので、図２に示すように、他の軸の回転に
よる「つれ回り」がなくなるため、回転させる軸の順番
に関係なく第１軸と第３軸を互いに反対方向にそれぞれ
１８０°回転させるだけで、作業工具、手首、アームお
よび内蔵されたケーブル・ホースなどのいかなる部品も
分解することなく簡単に勝手違い手首を有するロボット
に変更することが可能となった。また、同時に有限のね
じれ角を有するケーブル・ホースの初期ねじれを取り除
くことが可能になるため、ケーブル・ホースの寿命を低
下させることがない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正内容】
【００１０】上腕後方の上腕ケーシング３２から中空手
首フランジ６までの連続した空間（順に、中空部２８、
中空部２７、中空部２９、開口部３３、中空部３０及び
中空部３１）に作業工具３８に供給するケーブル・ホー
ス４０および第２軸モータ８用ケーブル１０、第３軸モ
ータ９用ケーブル１２を挿通させ、作業工具３８に供給
するケーブル・ホース４０、第２軸モータ８用ケーブル
１０及び第３軸モータ９用ケーブル１２は、上腕ケーシ
ング３２と中空手首フランジ６にそれぞれクランプ４
３、４４で固定され、第２軸モータ８用ケーブル１０は
再び中空部３１から中空部３０を通って開口部３３より
第２軸モータ８へ配線される。
首フランジ６までの連続した空間（順に、中空部２８、
中空部２７、中空部２９、開口部３３、中空部３０及び
中空部３１）に作業工具３８に供給するケーブル・ホー
ス４０および第２軸モータ８用ケーブル１０、第３軸モ
ータ９用ケーブル１２を挿通させ、作業工具３８に供給
するケーブル・ホース４０、第２軸モータ８用ケーブル
１０及び第３軸モータ９用ケーブル１２は、上腕ケーシ
ング３２と中空手首フランジ６にそれぞれクランプ４
３、４４で固定され、第２軸モータ８用ケーブル１０は
再び中空部３１から中空部３０を通って開口部３３より
第２軸モータ８へ配線される。
Claims (5)
- 【請求項１】上腕に第１軸の回りを回転自在に支持され
た中空シャフトと、前記中空シャフト先端に固定された
中空手首基部と、前記第１軸に直交する第２軸の回りに
揺動可能に前記中空手首基部に支持された第１中空ケー
シングと、前記第２軸に直交する第３軸の回りに回転可
能に前記第１中空ケーシングに支持された第２中空ケー
シングと、前記第２中空ケーシングに固着された中空手
首フランジとを有し、前記第２中空ケーシングを第３軸
の回りに駆動する第３軸モータを前記手首フランジ又は
前記第２中空ケーシングに取付けかつモータからの出力
歯車を前記第１中空ケーシングに固着された中空歯車と
噛み合わせたことを特徴とする産業ロボットの手首・ア
ーム構造。 - 【請求項２】前記第３軸モータを前記中空手首フランジ
に固定した作業工具上又は前記中空手首フランジの作業
工具取付側に配置し、かつ前記第１中空ケーシングを第
２軸の回りに駆動する第２軸モータを前記中空手首基部
に配置したことを特徴とする請求項１記載の産業ロボッ
トの手首・アーム構造。 - 【請求項３】第１軸と第３軸の交点付近に大きな開口部
を設け、前記中空シャフト及び中空手首基部の各内周中
空部、前記開口部及び前記第２中空ケーシング及び中空
手首フランジの各内周中空部とにより、前記上腕後方か
ら前記中空手首フランジまで連続した中空の通路を確保
し、前記連続した中空の通路内に前記作業工具と連結す
るケーブル・ホース、及び前記第２軸モータ、第３軸モ
ータとそれぞれ連結されるケーブルを挿通させるように
したことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の産業
ロボットの手首・アーム構造。 - 【請求項４】前記第２中空ケーシングを第３軸の回りに
駆動する第３軸モータを前記第１ケーシングに取付けた
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の産業ロボ
ットの手首・アーム構造。 - 【請求項５】前記中空シャフトを駆動する第１軸モータ
を減速する第１の減速機を介して前記中空シャフトが上
腕に支持され、前記第１中空ケーシングを駆動する第２
軸モータを減速する第２の減速機を介して前記第１中空
ケーシングは手首基部に支持され、前記第２中空ケーシ
ングを駆動する第３軸モータを減速する第３の減速機を
介して前記第２中空ケーシングは第１中空ケーシングに
支持されたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のう
ちのいずれか１に記載の産業ロボットの手首・アーム構
造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001181250A JP2002370189A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 産業ロボットの手首・アーム構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001181250A JP2002370189A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 産業ロボットの手首・アーム構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002370189A true JP2002370189A (ja) | 2002-12-24 |
Family
ID=19021549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001181250A Withdrawn JP2002370189A (ja) | 2001-06-15 | 2001-06-15 | 産業ロボットの手首・アーム構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002370189A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112743518A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-04 | 国工信(沧州)机器人有限公司 | 手腕中空多用途工业机器人 |
| CN114406780A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-29 | 中铁电气化局集团有限公司 | 一种斜腕臂生产系统及其控制方法 |
-
2001
- 2001-06-15 JP JP2001181250A patent/JP2002370189A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112743518A (zh) * | 2020-12-28 | 2021-05-04 | 国工信(沧州)机器人有限公司 | 手腕中空多用途工业机器人 |
| CN114406780A (zh) * | 2022-01-11 | 2022-04-29 | 中铁电气化局集团有限公司 | 一种斜腕臂生产系统及其控制方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20080509 |
|
| RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20100506 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20100903 |