JP2005528227A - ロボットアームの駆動装置 - Google Patents

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Abstract

本発明はロボット（Ｒ）用の統合された駆動装置を含んで構成したロボットアーム（４）に関するもので、ロボットアームは少なくとも一つのアーム（２）を介して駆動可能に主駆動装置（１）に連結している。ロボットアーム（４）は、ロボットアームのハウジング（５）を回転させ且つセンタースリーブ（６）を駆動するための駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）を含んで構成している。

Description

本発明は、特にロボットのロボットアームの駆動装置に関するもので、ロボットアームは少なくとも一つのアームを介して主駆動装置に操作可能に結合している。
このような駆動装置は種々の形式のものが知られており入手できる。場合によっては高価な装置であり、ロボットの駆動装置を動かす駆動モータを搭載していること、すなわち、種々の結合部材を介して互いに結合し個々のハウジング内において駆動することが問題である。
更に、この種の駆動装置は製造コストが高く、特に極めて小型のロボット、ミニロボットに適さない。
本発明は上記課題に基づいて、上記欠点を除いた駆動装置を創出することであり、その駆動ユニットを用いて、特に、極めて小型に構成した何処にでも組み込めるロボットのロボットアームを実現できる。更に、傾動角が大きく、高効率で高密度が実現できる。
これらの課題を解決するために、ロボットアームはハウジングの旋回及び場合によってはセンタースリ−ブを駆動するために複数の駆動モータを備えている。
本発明においては、一方でロボットアームを旋回し、他方でセンタースリーブを回転と同時に直線往復運動させるように、複数の駆動モータをハウジング内、特にロボットアームに組込むことが好ましいことがわかる。
その際、モータ素子は、例えば対応するハウジングの収納開口部に固定するかあるいは配置する。特に、例えばモータ軸のそれぞれの軸受はハウジング内に収納されている軸受カバー内に配置されていることを考慮すべきである。
このようにして、駆動モータの心棒あるいは軸はハウジング内に低コストで組込まれる。同様に、モータの軸にフィードバック機器、絶対値エンコーダ、エンコーダ、レソルバなどの検出素子を結合してもよい。
対応する駆動モータの軸受は直接ハウシング内に設置するかあるいはハウジングに組込まれている。これにより、ロボットアームを旋回及び／あるいはセンタースリーブを回転あるいは直線状に駆動できるように、モータをハウジングの構成要素として形成することを保証している。
従って、同様の駆動運動ができるようにベルト、タイミングベルト、歯車などを備えてもよい。本発明は、これに限定されるものではない。
以下、図面を用いて本発明の実施例を説明する。
図１には不図示の支持枠あるいはそれに類する部材に、上下及び／あるいは左右に移動可能に固定あるいは収納可能なロボットＲの主駆動装置１を示す。
主駆動装置１にはアーム２が軸Ａ５の周りを旋回可能且つ方向変換可能に作動するように駆動モータＭ５を組込んでいる。
軸Ａ２の周りを旋回可能なように本来の駆動ユニット３をアーム２に装着している。
駆動ユニット３はロボットアーム４として形成し、ハウジング５を構成しており、ハウジングには直線状の誘導装置、特にセンタースリーブ６をねじボルト、特に球状旋回溝付軸７として形成し、矢印Ｘで示すように双方向に動き且つ矢印Ｙで示すように双方向に作動可能になっている。
特に図３からわかるように、ロボットアーム４の上面８の領域には駆動輪９あるいはそれに類する部材を備えており、そこには不図示のピボット素子あるいはそれに類する伝達機構が、軸Ａ４の周りを回転するようにセンタースリーブ６の溝１０に嵌合している。駆動モータＭ１を介して作動するベルト１１を介して駆動輪９が駆動するようになっている。駆動モータは制動装置１２及び検出素子１３を備えている。
図２に示すように、本発明において重要なことは、ロボットアーム４のハウジング５には収納開口部１４．１〜１４．４を備え、収納開口部１４．４にはセンタースリーブ６、収納開口部１４．１には駆動モータＭ１、収納開口部１４．２及び１４．３にはそれぞれ駆動モータＭ２及びＭ３を取外し可能に固定していることである。更に、センタースリーブ６の動作及び駆動ユニットの動作に必要な駆動モータＭ１〜Ｍ３全てをロボットアーム４のハウジング５に組み込んでいる。ハウジング５の構成部品として、モータの軸は直接軸受に収まっている。
センタースリーブ６が往復運動するように、特に図４に示すように、下面１５に、不図示の径方向に捩り可能な軸受に斜板１６を配置し、対応する不図示の球状素子あるいはそれに類似する素子がセンタースリーブに嵌合し、センタースリーブ６は斜板１６の捩れにより図１に示すように矢印Ｘの方向に往復運動をする。
斜板１６は伝達機構、特にベルト１１、あるいはチェーンを介して駆動モータＭ１により作動する。
ロボットアーム４のハウジング５に組込んだ駆動モータＭ２はアーム２に対してロボットアーム４を軸Ａ２の周りを作動及び旋回させるために用いる。
ロボットの駆動装置、特にロボットアームの駆動装置を示す斜視図 ロボトアームのハウジングの下面を示す模式図 図１に示すロボットアームの上面部分斜視図 図１に示すロボットアームの下面部分斜視図
符号の説明
１ 主駆動装置
２ アーム
３ 駆動ユニット
４ ロボットアーム
５ ハウジング
６ センタースリーブ
７ 球状旋回溝付軸
８ 上面
９ 駆動輪
１０ 溝
１１ ベルト
１２ 制動装置
１３ 検出素子
１４．１〜１４．４ 収納開口部
１５ 下面
１６ 斜板
Ｒ ロボット
Ｘ 双方向矢印
Ｙ 双方向矢印
Ｍ１〜Ｍ５ 駆動モータ
Ａ１〜Ａ５ 軸

Claims (15)

  1. 駆動装置、特にロボット（Ｒ）のロボットアーム（４）は少なくとも一つのアーム（２）を介して主駆動装置（１）に操作可能に結合し、ロボットアーム（４）はハウジング（５）を旋回且つセンタースリーブ（６）を駆動するように複数の駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）を備えていることを特徴とするロボットアームの駆動装置。
  2. 駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）はハウジング（５）内に統合して組み込まれていることを特徴とする請求項１記載のロボットアームの駆動装置。
  3. 駆動装置（Ｍ１〜Ｍ３）はハウジング（５）の収納開口部（１４．１〜１４．３）に統合され、それぞれ強固にあるいは緩く結合していることを特徴とする請求項１あるいは請求項２記載のロボットアームの駆動装置。
  4. 各駆動装置（Ｍ１〜Ｍ３）に検出素子、特にレゾルバ、エンコーダあるいは絶対値エンコーダを取付けたことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  5. 駆動装置（Ｍ１）に電気機械的に操作可能な制動装置（１２）を取付けたことを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  6. ハウジング（５）、特にロボットアーム（４）は軸（Ａ２）の周りを旋回可能にアーム（２）に結合し、駆動モータ（Ｍ２）がアーム（２）に対するロボットアーム（４）の旋回運動を制御することを特徴とする請求項１ないし請求項５いずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  7. 駆動モータ（Ｍ２）に近接した領域に更に二つの駆動モータ（Ｍ１、Ｍ３）を取付けたことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  8. 伝達機構、特にベルト（１１）を用いて、駆動輪９が駆動モータ（Ｍ１）を介して直線状ガイド、特にセンタースリーブ（６）を駆動可能にしていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  9. 前記直線状ガイド、特にセンタースリーブ（６）は、特に縦方向の溝（１０）を有するねじ付軸、特に球状旋回溝付軸（７）として形成したことを特徴とする請求項１ないし請求項８のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  10. 駆動輪（９）は溝（１０）と嵌合し、駆動モータ（Ｍ１）を介した回転駆動によりセンタースリーブ（６）の軸（Ａ４）の周りの捩り運動を可能にしていることを特徴とする請求項８あるいは請求項９記載のロボットアームの駆動装置。
  11. 往復運動を実行するように、斜板（１６）は、伝達機構、特にベルト（１１）を介して駆動モータ（Ｍ３）と連結しており、斜板（１６）の捩れによって往復運動するように、少なくとも一つ球状素子あるいはピボット素子がセンタースリーブ（６）の軸状収納部とかみ合っていることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  12. 駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ４）をロボットアーム（４）のハウジング（５）内に統合して配置していることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  13. 主駆動装置（１）は、軸（Ａ５）の周りにアーム（２）を駆動する駆動モータ（Ｍ５）を備えていることを特徴とする請求項１ないし請求項１２のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  14. 駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）のモータ軸はハウジング（５）内に配置、特に組み込まれていることを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
  15. 駆動モータ（Ｍ１〜Ｍ３）の固定子は収納開口部（１４．１〜１４．３）内に固定あるいは取外し可能に組込まれていることを特徴とする請求項１ないし請求項１４のいずれか１項記載のロボットアームの駆動装置。
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