JP2005036923A - Tensile force imparting mechanism for traveling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば多関節ロボットのようにアームを旋回移動する走行装置において、ベルト等の走行部材に張力を付与して緊張状態に保つ張力付与機構に関する。 The present invention relates to a tension applying mechanism that applies tension to a traveling member such as a belt and keeps it in a tension state in a traveling device that pivots and moves an arm such as an articulated robot.
例えば多関節ロボットにおいては、ハンド部を所定の位置へ移動する旋回アームを旋回駆動する機構として、固定アームの基端部及び先端部に回転可能に支持され、一方に数値制御可能なサーボモータ等の電動モータが連結された一対の回転体にベルト等の走行部材を巻き付け、先端側の回転体に固定された出力軸に旋回アームの基端部を固定した走行駆動装置が知られている。この走行駆動装置にあっては、電動モータの回転量に応じて出力軸を回転させる必要から巻き付けられる走行部材を常に緊張状態にする必要があり、そのための張力付与機構が設けられている。 For example, in an articulated robot, as a mechanism for driving the turning arm that moves the hand unit to a predetermined position, a servo motor that is rotatably supported by the base end and the distal end of the fixed arm and can be numerically controlled on one side, etc. 2. Description of the Related Art A traveling drive device is known in which a traveling member such as a belt is wound around a pair of rotating bodies to which an electric motor is connected, and a base end portion of a turning arm is fixed to an output shaft fixed to the rotating body on the distal end side. In this travel drive device, it is necessary to always keep the travel member to be wound from the need to rotate the output shaft in accordance with the amount of rotation of the electric motor, and a tension applying mechanism is provided for this purpose.
この張力付与機構としては、例えば特許文献1に示すように、第1アームの根元部と先端部とにそれぞれ回転自在に支持された第1のプーリおよび第2のプーリと、前記第1のプーリおよび第2のプーリに巻き掛けられたベルトとを備え、前記第1のプーリと前記第2のプーリの中心を結ぶ中心線を挟んで前記ベルトの両側の外側に接触する二つのローラを前記中心線に対して垂直方向に変位させることにより前記ベルトのテンションを調整する多関節ロボットのベルトテンション調整方法において、前記二つのローラを互いに間隔を開けて回転自在にバランスロッドに支持し、前記二つのローラの間の中間点に設けられ、かつ前記中心線上に設けられている支持軸により前記バランスロッドを回転自在に支持し、前記バランスロッドを前記支持軸の回りに回転することにより前記二つのローラを前記ベルトに押し付けてベルトテンションを調整する機構が知られている。 As the tension applying mechanism, for example, as shown in Patent Document 1, a first pulley and a second pulley that are rotatably supported by a root portion and a tip portion of a first arm, respectively, and the first pulley And a belt wound around a second pulley, and two rollers contacting the outside on both sides of the belt across a center line connecting the centers of the first pulley and the second pulley. In a belt tension adjusting method for an articulated robot that adjusts the tension of the belt by displacing the belt in a direction perpendicular to a line, the two rollers are supported on a balance rod so as to be rotatable with a space between each other. The balance rod is rotatably supported by a support shaft provided at an intermediate point between the rollers and on the center line, and the balance rod is Mechanism for adjusting the belt tension against the two rollers in the belt by rotating around the lifting axis is known.
しかし、特許文献1に示すテンション調整機構は、産業ロボットのアーム自体に円弧状からなる2個のスリットを形成すると共にベルトが巻き付けられる一対のプーリ間にバランスロッドを回動自在に軸支し、該バランスロッドの両側にテンションローラを回転可能に軸支する必要があった。 However, the tension adjustment mechanism shown in Patent Document 1 forms two slits formed in an arc shape on the arm itself of the industrial robot and pivotally supports the balance rod between a pair of pulleys around which the belt is wound, It was necessary to rotatably support the tension roller on both sides of the balance rod.
このため、このテンション調整機構はアーム自体を重量化させる問題を有している。特に、ハンド部を所定位置へ短時間に移動するにはアーム自体を高速度で旋回駆動させる必要からアーム自体を軽量化する必要があるが、上記したテンション調整機構にあっては、アーム自体の重量化が避けられず、高速旋回が困難であった。このため、ハンド部の移動時間が長くなるという致命的な欠点を発生させていた。 For this reason, this tension adjusting mechanism has a problem of increasing the weight of the arm itself. In particular, in order to move the hand unit to a predetermined position in a short time, it is necessary to reduce the weight of the arm itself because it is necessary to drive the arm itself at a high speed. However, in the tension adjustment mechanism described above, Weight increase was inevitable and high-speed turning was difficult. For this reason, the fatal fault that the movement time of the hand part becomes long is generated.
また、上記したテンション調整機構は、取付けられる部材であるアーム自体に円弧状のスリットを形成しなければならず、他の部材を採用することが困難であった。
本発明が解決しようとする問題点は、走行装置自体を軽量化できない点及び簡易に張力調整できない点にある。 The problems to be solved by the present invention are that the traveling device itself cannot be reduced in weight and that tension cannot be easily adjusted.
本発明は、走行部材の走行経路と交差する本体に一端部が支持軸を中心に回動するように支持されると共に他端部に支持軸を中心とする所定曲率半径の円弧状スリットが形成された回動部材と、円弧状スリットを挿通して本体に回動部材を、支持軸を中心に所定の回動角度で位置調整可能に固定する固定軸と、回動部材に設けられ、走行する走行部材に圧接する張力付与部材とを備えたことを特徴とするものである。
を特徴としている。
In the present invention, an arc-shaped slit having a predetermined radius of curvature centered on the support shaft is formed at the other end of the main body that intersects the travel path of the travel member. The rotation member provided on the rotation member, the fixed shaft for inserting the rotation slit into the main body through the arc-shaped slit and fixing the rotation member at a predetermined rotation angle around the support shaft, and the rotation member are provided. And a tension applying member that is in pressure contact with the traveling member.
It is characterized by.
本発明は、支持軸を中心に回動部材を、円弧状スリットを挿通する固定軸に沿って揺動させることにより張力付与部材を走行部材に圧接させて所望の張力を得ることができ、軽量化及び操作の簡易化を図ることができる。 The present invention can obtain a desired tension by pressing the tension applying member against the traveling member by swinging the rotating member around the support shaft along the fixed shaft that passes through the arc-shaped slit, and is lightweight. And simplification of operation.
以下に実施形態を示す図に従って本発明を説明する。
図1及び図2において、本発明に係る張力付与機構1が取付けられる産業ロボットは固定アーム3に対して旋回アーム5を旋回駆動させると共に旋回アーム5の先端部に設けられた旋回軸7を回動してハンド部(図示せず)を所定の位置間で移動させながらその向きを所定の方向へ向けるようにする。
The present invention will be described below with reference to the drawings showing embodiments.
1 and 2, the industrial robot to which the tension applying mechanism 1 according to the present invention is attached drives the
固定アーム3の基端部及び先端部には一方に数値制御可能なサーボモータ等の電動モータ11が連結された回転体としての一対の歯付きプーリ13が回転可能に支持され、これら歯付きプーリ13には走行部材としての歯付きベルト15が巻き付けられている。
A pair of
そして基端部側に位置する固定アーム3には張力付与機構1が取付けられる。該張力付与機構1は平面扇形で、扇中心部に軸支孔17aが、また扇外周側には円弧に沿ったスリット17bが形成された可動板17が、軸支孔17aを挿通する支持軸19により回動するように支持されている。そして該可動板17はスリット17bを挿通して固定アーム3にねじ止めされる固定ねじ21により固定される。
The tension applying mechanism 1 is attached to the
該可動板17は固定アーム3に対して固定ねじ21が緩められた際に、スリット17b内を摺接する固定ねじ21により支持軸19を中心に約90度の角度で回動される。そして可動板17にはテンションローラ22が歯付きベルト15と交差可能に取付けられる。尚、支持軸19としては固定ねじ21と同様に固定アーム3にねじ止め可能なねじ構造としてもよい。
When the fixing screw 21 is loosened with respect to the
固定アーム3の先端側に位置する歯付きプーリ13には固定アーム3の外部へ突出する軸線長さの軸部材23が固定され、軸部材23には旋回アーム5の基端部が固定されている。該旋回アーム5の基端部内に位置する軸部材23には、外周に歯が形成されたボス25が同軸状に固定されている。また、旋回アーム5の先端部には歯付きプーリ等の回転体27が回転可能に支持され、ボス25と回転体27には走行部材を構成する歯付きベルト29が巻き付けられている。また、回転体27には旋回軸31が同軸状に固定され、該旋回軸31の軸端部にはハンド部が固定されている。
The
歯付きベルト29の走行経路に応じた旋回アーム5には張力付与機構33が設けられている。該張力付与機構33は上記した張力付与機構1と同様の構成で、対応する可動板には35、軸支孔には35a、スリットには35b、支持軸には37、固定ねじには39、テンションローラについては41の符号を付して詳細な説明を省略する。
A
次に、張力付与機構1,33の作用について説明する。
先ず、ハンド部の旋回動作について説明すると、電動モータ11を回転駆動して回転する基端部側の歯付きプーリ13により歯付きベルト15を所定の方向へ走行させると、該歯付きベルト15の走行量に応じて先端側の歯付きプーリ13を回転させる。これにより先端側の歯付きプーリ13と同軸に固定された軸部材23を回転させて該軸部材23に基端部が固定された旋回アーム5を軸部材23の回転核に応じて旋回させる。
Next, the operation of the
First, the turning operation of the hand portion will be described. When the
また、このとき、軸部材23に固定されたボス25に歯付きベルト29が噛合わされているため、軸部材23と一体に回転するボス25により歯付きベルト29が、旋回アーム5の旋回に伴って所定の方向へ走行して回転体27を回転させることによりハンド部を旋回移動させながら回転させて所定の向きに姿勢制御させる。
At this time, since the
上記した旋回アーム5及びハンド部の旋回及び回転に伴って走行する歯付きベルト15,29が経時使用により伸びて弛緩状態になると、旋回アーム5及びハンド部の回転状態が不安定になる。これを回避するには、歯付きベルト15,29を緊張状態になるように調整する必要が生じる。
When the toothed belts 15 and 29 that run along with the turning and rotation of the revolving
以下にその方法を説明すると、先ず、固定ねじ21/39を緩めて可動板17/35を、支持軸19/37を中心に揺動可能にさせる。支持軸19/37としてねじを使用する場合にあっては、固定ねじ21/39と共に緩めた後に可動板17/35を揺動可能にさせる。 The method will be described below. First, the fixing screw 21/39 is loosened so that the movable plate 17/35 can swing around the support shaft 19/37. When a screw is used as the support shaft 19/37, the movable plate 17/35 is made swingable after being loosened together with the fixing screw 21/39.
次に、上記状態にて可動板17/35を歯付きベルト15/29側へ揺動してテンションローラ22/41を歯付きベルト15/29の外面へ押し付けて緊張させた後に、固定ねじ21/39をねじ締めして可動板17/35を固定させる。このとき、固定ねじ21/39は可動板17/35のスリット17b/35b内を摺接し、可動板17/35をスリット17b/35bの円弧幅内で揺動可能にさせる。(図3参照)
Next, in the above state, the movable plate 17/35 is swung toward the
本実施形態は、支持軸19/37を中心に可動板17/35を揺動させてテンションローラ22/41を歯付きベルト15/29の外面に圧接させて緊張状態に調整することができる。その際に固定ねじ21/39を緩めたり、締めたりする簡易な作業によりテンション調整することができ、調整作業を効率化することができる。
In the present embodiment, the movable plate 17/35 is swung around the support shaft 19/37, and the tension roller 22/41 is brought into pressure contact with the outer surface of the
実施例1は、可動板17・35を揺動して歯付きベルト15/29の外面にテンションローラ22/41を圧接させてテンション調整するものとしたが、実施例2の張力付与機構50にあっては図4に示すように構成する。
In the first embodiment, the tension is adjusted by swinging the movable plates 17 and 35 and pressing the tension roller 22/41 against the outer surface of the
即ち、固定アーム3及び旋回アーム5に、ねじ部材51が螺進するように噛合わされたナット部材53を回動可能に支持すると共に実施携帯1と同様に揺動可能で固定可能に支持された可動板17/35に、ねじ部材51の先端部を回転可能に支持するねじ受け部材57を回動可能に設ける。
That is, the
そしてナット部材53に対してねじ部材51を螺進或いは螺退させることにより可動板55を揺動させて歯付きベルトに対するテンションローラ59の圧接力を調整する構成であってもよい。(図5参照)
And the structure which adjusts the press-contact force of the
上記説明は、ハンド部を旋回移動させるアームの旋回駆動機構として採用される歯付きベルトの張力付与機構として説明したが、本発明は、例えばベルトコンベヤや往復直線移動機構として採用されるベルト等の走行部材に所望の張力を付与する機構としてもよい。 The above description has been given as a tension applying mechanism of a toothed belt adopted as a turning drive mechanism of an arm for turning the hand part. However, the present invention can be applied to, for example, a belt adopted as a belt conveyor or a reciprocating linear movement mechanism. It is good also as a mechanism which gives a desired tension to a running member.
また、本発明は、走行部材として歯付きベルトを使用したが、該走行部材としてチェーンを使用する場合にあっては、張力付与部材にスプロケットを使用した機構であってもよい。 In the present invention, a toothed belt is used as the traveling member. However, when a chain is used as the traveling member, a mechanism using a sprocket as the tension applying member may be used.
1・33−張力付与機構、3−固定アーム、5−旋回アーム、15・29−走行部材としての歯付きベルト、17・35−回動部材としての可動板、17b・35b−スリット、22・41−張力付与部材としてのテンションローラ 1. 33-Tension applying mechanism, 3-fixed arm, 5-swing arm, 15.29-toothed belt as traveling member, 17.35-movable plate as rotating member, 17b, 35b-slit, 22. 41-Tension roller as tension applying member
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CN106272404A (en) * | 2016-09-26 | 2017-01-04 | 哈尔滨工业大学 | A kind of single-degree-of-freedom rehabilitation mechanical hand driving device |
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2003
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