JP2013071199A - ギヤユニットおよびロボット - Google Patents

ギヤユニットおよびロボット Download PDF

Info

Publication number
JP2013071199A
JP2013071199A JP2011211148A JP2011211148A JP2013071199A JP 2013071199 A JP2013071199 A JP 2013071199A JP 2011211148 A JP2011211148 A JP 2011211148A JP 2011211148 A JP2011211148 A JP 2011211148A JP 2013071199 A JP2013071199 A JP 2013071199A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gear
shaft
input
input shaft
gear unit
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.)
Granted
Application number
JP2011211148A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5423750B2 (ja
Inventor
Masatoshi Furuichi
昌稔 古市
Yasuki Sanemasa
泰樹 實政
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric 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 Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP2011211148A priority Critical patent/JP5423750B2/ja
Priority to US13/606,184 priority patent/US8833196B2/en
Priority to KR1020120099684A priority patent/KR20130033958A/ko
Priority to CN2012103610679A priority patent/CN103016629A/zh
Publication of JP2013071199A publication Critical patent/JP2013071199A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5423750B2 publication Critical patent/JP5423750B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

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
    • B25J9/041Cylindrical coordinate type
    • B25J9/042Cylindrical coordinate type comprising an articulated arm
    • 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
    • B25J9/102Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/20Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members
    • F16H1/22Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts
    • F16H1/222Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving more than two intermeshing members with a plurality of driving or driven shafts; with arrangements for dividing torque between two or more intermediate shafts with non-parallel axes
    • 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
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19023Plural power paths to and/or from gearing
    • Y10T74/19126Plural drivers plural driven
    • 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
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19023Plural power paths to and/or from gearing
    • Y10T74/19126Plural drivers plural driven
    • Y10T74/1913Bevel
    • 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
    • Y10T74/20305Robotic arm
    • 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
    • Y10T74/20305Robotic arm
    • Y10T74/20329Joint between elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Gear Transmission (AREA)
  • Manipulator (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

【課題】同軸のインナー軸およびアウター軸に、それぞれ独立して動力を直接伝達可能としたコンパクトなギヤユニットを提供する。
【解決手段】同心二軸の出力軸を構成する同軸のインナー軸(2)およびアウター軸(3)と、それぞれ出力軸と直交する方向に延在し、インナー軸(2)に連動連結する第1の入力軸(4)およびアウター軸(3)に連動連結する第2の入力軸(5)とを備える。インナー軸(2)に取り付けられたインナーギヤ(6)と、アウター軸(3)に取り付けられたアウターギヤ(7)とを、互いに対向状態に配置する。そして、第1の入力軸(4)と第2の入力軸(5)とを、出力軸の軸方向に互いに所定距離(L)だけ離隔して配置し、インナーギヤ(6)に第1の入力軸(4)の第1入力ギヤ(8)を噛合させる一方、アウターギヤ(7)には第2の入力軸(5)の第2入力ギヤ(9)を噛合させる。
【選択図】図1

Description

開示の実施形態は、ギヤユニットおよびロボットに関する。
従来、ロボットなどのアームやハンドを連結する関節を駆動する構成として、複数の同心軸からなる回動軸にそれぞれ設けたプーリにタイミングベルトを巻回し、タイミングベルトを介して各回動軸を個別に駆動する駆動機構が知られている(例えば、特許文献1を参照)。
特開2007−216364号公報
しかしながら、特許文献1に開示された駆動機構は、プーリやタイミングベルトなどを用いているため、コンパクトにユニット化することが難しい。
開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、ロボットなどに用いられる関節の駆動機構をコンパクトに構成することができるギヤユニットおよびロボットを提供することを目的とする。
実施形態の一態様に係るギヤユニットは、同心二軸の出力軸を構成する同軸のインナー軸およびアウター軸と、それぞれ前記出力軸と直交する方向に延在し、前記インナー軸に連動連結する第1の入力軸および前記アウター軸に連動連結する第2の入力軸とを備えている。そして、前記インナー軸に取り付けられたインナーギヤと、前記アウター軸に取り付けられたアウターギヤとを、互いに対向状態に配置するとともに、前記第1の入力軸と前記第2の入力軸とを、前記出力軸の軸方向に互いに所定距離だけ離隔して配置している。さらに、前記インナーギヤに第1の入力軸の第1入力ギヤを噛合させる一方、前記アウターギヤには第2の入力軸の第2入力ギヤを噛合させている。
実施形態の一態様によれば、極めてコンパクトな構成とすることができるため、例えば、ロボットのアームやハンドなどを連結する関節の駆動機構に好適に用いることができる。
図1は、第1の実施形態に係るギヤユニットの縦断面視による説明図である。 図2は、同ギヤユニットの平面視による説明図である。 図3は、同ギヤユニットの背面視による説明図である。 図4Aは、第1の変形例に係るギヤユニットの平面視による説明図である。 図4Bは、第2の変形例に係るギヤユニットの平面視による説明図である。 図4Cは、第3の変形例に係るギヤユニットの平面視による説明図である。 図4Dは、第4の変形例に係るギヤユニットの平面視による説明図である。 図5は、第1の実施形態に係るギヤユニットをロボットに適用した場合の一例を示す模式的説明図である。 図6は、第2の実施形態に係るギヤユニットの縦断面視による説明図である。 図7Aは、第2の実施形態に係るギヤユニットをロボットに適用した場合の一例を示す模式的説明図である。 図7Bは、第2の実施形態に係るギヤユニットをロボットに適用した場合の一例を示す模式的説明図である。 図7Cは、第2の実施形態に係るギヤユニットをロボットに適用した場合の一例を示す模式的説明図である。
以下、添付図面を参照して、本願の開示するギヤユニットおよびロボットの実施形態を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態における例示で本発明が限定されるものではない。
(第1の実施形態)
図1は第1の実施形態に係るギヤユニットの縦断面視による説明図、図2は同平面視による説明図、図3は同背面視による説明図である。先ず、本実施形態に係るギヤユニット1について説明する。
図1〜図3に示すように、ギヤユニット1は、同心の中心軸を有するインナー軸2およびアウター軸3からなる同心二軸の出力軸と、第1の入力軸4および第2の入力軸5とからなる2つの入力軸とを備えている。
第1の入力軸4は第1モータ11に連動連結するとともに、第2の入力軸5は第2モータ12に連動連結している。
そして、第1モータ11からの動力を第1の入力軸4からインナー軸2へ、第2モータ12からの動力を第2の入力軸5からアウター軸3へ、ギヤを用いてそれぞれ直接的に伝達可能としている。
こうして、ギヤユニット1は、第1モータ11および第2モータ12とともに、後述するロボットのアームなどのような被駆動部材の駆動ユニットとして機能させることができる。
図1に示すように、出力軸であるインナー軸2の一端近傍(図1において下端近傍)にはインナーギヤ6が設けられ、インナー軸2よりも短尺のアウター軸3の一端近傍(図1において下端近傍)にはアウターギヤ7が設けられている。一方、入力軸である第1の入力軸4の先端には第1入力ギヤ8が設けられ、第2の入力軸5の先端には第2入力ギヤ9が設けられている。
出力軸と入力軸とは、互いに直交する方向に延在した姿勢でユニットケース10にベアリング15やシール材16を介して取り付けられている。
すなわち、ユニットケース10の一側面(図1における上面)に貫通孔を形成し、この貫通孔に出力軸(インナー軸2およびアウター軸3)を挿嵌するとともに、この貫通孔と直交する他の側面(図1における左側面)に開口を形成し、この開口に入力軸を挿通している。
そして、このユニットケース10内において、インナーギヤ6とアウターギヤ7とは対向状態に配置されている。すなわち、相対的に長尺のインナー軸2の一端近傍に設けられたインナーギヤ6と相対的に短尺のアウター軸3の一端近傍に設けられたアウターギヤ7とが、歯列同士を対向させて、互いに所定間隔Dをあけて対向状態に配置されている。
この所定間隔Dをあけて形成された空間がギヤ噛合空間Qを形成しており、本実施形態では、このギヤ噛合空間Qを可及的に小さくすることにより、ギヤユニット1のコンパクト化を実現している。
すなわち、可及的に小さくしたギヤ噛合空間Qにおいて、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを、インナー軸2およびアウター軸3からなる出力軸の同心軸方向に互いに所定距離Lだけ離隔して配置している。
そして、入力軸を水平にした姿勢において、本実施形態におけるギヤユニット1は、図1に示すように、相対的に下側に位置する第1の入力軸4がインナー軸2に、相対的に上側に位置する第2の入力軸5がアウター軸3に連動連結するように構成している。
このように、対向配置されたインナーギヤ6とアウターギヤ7との間に形成されたギヤ噛合空間Qにおいて、第1の入力軸4の第1入力ギヤ8とインナーギヤ6とが噛合し、第2の入力軸5の第2入力ギヤ9とアウターギヤ7とが噛合するように、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを出力軸方向に互いにオフセットして配置している。
したがって、本実施形態に係るギヤユニット1は、コンパクトな構成でありながら、インナーギヤ6および第1入力ギヤ8との対からなる組と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9との対からなる組とは互いに干渉することがなく、それぞれ独立した動力伝達系を構成することができる。
ところで、本実施形態に係るギヤユニット1では、インナーギヤ6および第1入力ギヤ8の対と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9の対とを、それぞれハイポイドギヤで構成している。
そのため、第1入力ギヤ8を備える第1の入力軸4と、第1入力ギヤ8と噛合するインナーギヤ6を備えるインナー軸2の軸線同士は交わらない。また、第2入力ギヤ9を備える第2の入力軸5と、第2入力ギヤ9と噛合するアウターギヤ7を備えるアウター軸3の軸線同士も交わらない。
したがって、第1の入力軸4と第2の入力軸5との各軸線を、インナー軸2やアウター軸3の軸線に合わせることなく、任意に配置することができ、第1、第2モータ11,12を含めて駆動ユニットのレイアウトの自由度を高めることができる。
例えば、図2に示すように、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを互いに平行に配置することができる。
このように、ハイポイドギヤを用いて第1の入力軸4および第2の入力軸5を互いに平行に配置可能としたことにより、第1モータ11および第2モータ12についても同じ向きに並設することが可能となっている。したがって、可及的に狭くした所定間隔Dをあけて形成されたギヤ噛合空間Qとあいまって、ギヤユニット1を、よりコンパクトに構成することができる。
以上説明してきたように、本実施形態に係るギヤユニット1は、基本構成として、同心のインナー軸2およびアウター軸3と、インナー軸2に連動連結する第1の入力軸4およびアウター軸3に連動連結する第2の入力軸5とを備えた構成を有している。そして、インナー軸2およびアウター軸3とで同心二軸の出力軸を構成し、第1の入力軸4および第2の入力軸5は、それぞれ出力軸と直交する方向に延在している。
そして、インナー軸2に取り付けられたインナーギヤ6と、アウター軸3に取り付けられたアウターギヤ7とを、互いに対向状態に配置している。
さらに、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを、出力軸の軸方向に互いに所定距離Lだけ離隔して配置し、インナーギヤ6に第1の入力軸4の第1入力ギヤ8を噛合させる一方、アウターギヤ7には第2の入力軸5の第2入力ギヤ9を噛合させている。
かかる構成により、ギヤユニット1をコンパクト化することができる。また、第1モータ11と接続されている第1の入力軸4の回転力は第1入力ギヤ8およびインナーギヤ6を介してインナー軸2に、第2モータ12と接続されている第2の入力軸5の回転力は第2入力ギヤ9およびアウターギヤ7を介してアウター軸3に、それぞれ独立して直接伝達されることになる。
ところで、図1に示すように、インナー軸2およびアウター軸3は、いずれも中空の軸本体21,31を有し、インナー軸2の軸本体21内を通して配線および/または配管可能としている。
したがって、例えば後述するように、ギヤユニット1をロボットに適用し、出力軸にアームやハンドなどを連結した場合、アームやハンドなどに設けられるセンサ類やアクチュエータ類などへの配線やエア配管などをインナー軸2の軸本体21中に挿通することができる。
(ギヤユニット1の変形例)
次に、ギヤユニット1の変形例について、図4A〜図4Dを参照して説明する。図4Aに示した第1の変形例に係るギヤユニット1は、出力軸の回転角度が、正転および逆転方向にそれぞれ180度+αで機械的に規制されるようにストッパ機構100を備えた構成としている。
第1の変形例に係るギヤユニット1が備えるストッパ機構100は、図4Aに示すように、インナーギヤ6の歯列面側にストッパピン61を突設している。一方、ユニットケース10の内側壁には、出力軸であるインナー軸2およびアウター軸3の同心軸を通るセンターラインCL上に位置するようにベルトピン62を突設している。そして、ベルトピン62とインナー軸2との間に、適宜の張力が維持されるようにストッパベルト63を巻回している。なお、ストッパベルト63は、適度な弾力を有する弾性ベルトであることが望ましい。
かかる構成としたことにより、第1モータ11から回転動力が伝達された第1の入力軸4(第1入力ギヤ8)を介してインナーギヤ6が回転すると、図4Aの矢印fで示すように、ストッパピン61もインナーギヤ6の回転に伴って回転する。
所定の角度まで回転が進むと、ストッパピン61は、ストッパベルト63に当接して、図示するように、ストッパベルト63を所定量だけ押し込みながら回転が規制される。したがって、ストッパピン61を突設したインナーギヤ6の回転に連動するインナー軸2もこれ以上は回転しないように規制されることになる。
例示では、インナー軸2の回転角度を規制したものとしているが、同様な構成をアウター軸3に適用したり、あるいはインナー軸2およびアウター軸3の両者に同時に適用したりすることも可能である。
次に、第2の変形例について、図4Bを参照しながら説明する。図4Bに示したギヤユニット1の第2の変形例は、第1、第2モータ11,12と第1、第2入力軸4,5との間に中間ギヤ機構200を介設したものとしている。
これは、第1モータ11や第2モータ12の配設位置が何らかの都合で限定されたり、第1モータ11や第2モータ12サイズが大き過ぎたりした場合に対応可能としている。すなわち、モータ軸110,120に第1、第2の入力軸4,5を直接連結すると、第1入力ギヤ8およびや第2入力ギヤ9がインナーギヤ6およびアウターギヤ7に噛合できない場合に対応可能としたものである。
図4Bの例では、例えば、モータ用コネクタ210のレイアウトに制限があって、第1モータ11や第2モータ12との間に間隔を設けなければならない場合である。つまり、モータ軸110,120同士の間の距離Dが大き過ぎて、モータ軸110,120に第1の入力軸4や第2の入力軸5を連結すると、第1入力ギヤ8や第2入力ギヤ9がインナーギヤ6やアウターギヤ7と噛合することが難しい場合である。
そこで、図示するように、第1モータ11のモータ軸110の先端に第1スパーギヤ(平歯車)220を、第1の入力軸4の基端に第2スパーギヤ(平歯車)230を取り付けて両者を噛合させている。このように、第1スパーギヤ220および第2スパーギヤ230を備えた中間ギヤ機構200を用いれば、使用可能なモータの種類などが限定されるようなことがなくなり、ギヤユニット1としての汎用性が高まる。
次に、図4Cおよび図4Dを参照して、第3、第4の変形例について説明する。第3、第4の変形例に係るギヤユニット1は、インナーギヤ6および第1入力ギヤ8と、アウターギヤ7および第2入力ギヤ9とを、それぞれベベルギヤ(傘歯車)としている。
すなわち、ベベルギヤを用いれば、ハイポイドギヤと異なり、第1の入力軸4とインナー軸2の軸線同士、および第2の入力軸5とアウター軸3の軸線同士をそれぞれ交わらせつつ、交わる角度は自由に設定することができる。
つまり、互いに噛合する第1入力ギヤ8とインナーギヤ6とにおいて、第1入力ギヤ8を有する第1の入力軸4と、インナーギヤ6を有するインナー軸2の各軸線同士を、所定の角度で交わらせることができる。また、互いに噛合する第2入力ギヤ9とアウターギヤ7とにおいて、第2入力ギヤ9を有する第2の入力軸5と、アウターギヤ7を有するアウター軸3の各軸線同士を、所定の角度で交わらせることができる。
したがって、図4Cに示すように、第1の入力軸4と第2の入力軸5との角度θを適宜設定することができる。また、図4Dに示すように、角度θを180度として、第1の入力軸4と第2の入力軸5とを直線上に配設し、第1入力ギヤ8と第2入力ギヤ9とを、インナーギヤ6とアウターギヤ7と同様に対向状態に配置することもできる。
また、ハイポイドギヤを用いたものと同様に、本変形例においてもギヤユニット1の出力軸方向の長さ(高さ)については短く(低く)できるため、ギヤユニット1のコンパクト化を図ることができる。
上述してきたギヤユニット1は、図5に示すように、アーム310,320やハンド330,340を備えたロボット300に適用することができる。
すなわち、図示するように、ロボット300は、水平多関節型であり、基台350から支柱360を突設するとともに、この支柱360の上端に第1のアーム310の基端を回動自在に連結している。
そして、第1のアーム310の先端に第2のアーム320の基端を回動自在に連結するとともに、この第2のアーム320の先端の上部側に、第1のハンド330および第2のハンド340を上下に重ね、かつそれぞれ独立して回動可能に取り付けている。なお、第1のハンド330および第2のハンド340は、所定のワークを載置あるいは把持可能な構成としている。
本実施形態では、第2のアーム320の先端部分に、上述してきたギヤユニット1を設け、2つのハンド330,340をそれぞれ独立して駆動させることができるようにしている。
すなわち、ギヤユニット1の第1の入力軸4および第2の入力軸5に、それぞれ第1モータ11および第2モータ12を連動連結する一方、インナー軸2に第1のハンド330を、アウター軸3に第2のハンド340を連結している。
かかる構成により、第1モータ11が回転すると、そのトルクは第1の入力軸4の第1入力ギヤ8およびインナーギヤ6を介してインナー軸2に伝達され、インナー軸2に連結された第1のハンド330が水平方向に回転駆動する。
同様に、第2モータ12が回転すると、そのトルクは第2の入力軸5の第2入力ギヤ9およびアウターギヤ7を介してアウター軸3に伝達され、アウター軸3に連結された第2のハンド340が水平方向に回転駆動する。
このように、図5に示すロボット300の第1のハンド330および第2のハンド340は、同心の回転軸を中心にして、互いに独立して動作することになる。
また、図5に示すように、ロボット300は、CPUや、ロボットの動作制御プログラムなどが格納されたメモリーなどを有するコンピュータを備えた制御部370と電気的に接続している。第1、第2モータ11,12の駆動は、作業内容に応じて、かかる制御部370によって制御されており、それぞれ独立して回動する第1のハンド330および第2のハンド340は、動作制御プログラムにしたがって所定の動作を行う。
ところで、ギヤユニット1は、ユニットケース10の外形や大きさなどを第2のアーム320に対応させることで、例えば、先端部を開口させた第2のアーム320に外方から取付けて、第2のアーム320とギヤユニット1とを一体化することができる。
もちろん、第2のアーム320の先端部分の内部にギヤユニット1をユニットケース10ごと収納した構成とすることもできる。
なお、上述してきた実施形態では、インナーギヤ6およびアウターギヤ7は、略同径のものを用いたが、必ずしも同径とする必要はなく、インナーギヤ6とアウターギヤ7とでサイズなどが異なっていてもよい。つまり、これらに第1入力ギヤ8と第2入力ギヤ9とが対応して、第1モータ11の動力がインナー軸2に、第2モータ12の動力がアウター軸3に、それぞれ独立して直接伝達されればよい。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るギヤユニット500について、第1実施形態に対して差異のある部分を中心に説明する。そのため、以下の説明では、第1実施形態に係るギヤユニット1と同一の部材、あるいは同様な機能を有する部材については同一の符号を付してその説明を簡略化するかもしくは省略する。また、図6では、図1よりも模式的に表すとともに、アウター軸3に設けられたアウターギヤ7と噛合する第2入力ギヤ9およびこの第2入力ギヤ9を先端に設けた第2の入力軸5については図示を省略してある。
第2の実施形態に係るギヤユニット500は、出力軸の両端側(図6において上下側)から出力の取り出しができるようにしている。すなわち、第1の実施形態に係るギヤユニット1は、インナー軸2およびアウター軸3からの出力を、それぞれ一方側(図1における上側)から取り出す構造となっていた。
これに対し、第2の実施形態に係るギヤユニット500は、図6に示すように、インナー軸2についてはアウター軸3と反対側(図6において下側)から出力可能としている。つまり、第2の実施形態に係るギヤユニット500は、ユニットケース10の両側から動力を出力することが可能となっている。
かかる構造のギヤユニット500を、ロボットに適用した例について、図7A〜図7Cを参照して説明する。なお、以下の説明では、第1実施形態に係るロボット300と同一の部材、あるいは同様な機能を有する部材については同一の符号を付してその説明を簡略化するかもしくは省略する。また、図7A〜図7Cで示すロボット400については、図5よりも模式的に表すとともに、第1のアーム310の基端を支持する支柱360については図示を省略してある。
図7Aに示すロボット400は、第1の実施形態に係るロボット300と同じように、第2のアーム320の先端部分に、ギヤユニット500を設けている。しかし、ギヤユニット500はユニットケース10の両側から動力を出力することができるので、第1のハンド330については、ギヤユニット500のインナー軸2に連結し、第2のアーム320の上部側ではなく下側から延在させている。
また、図7Bに示すロボット400は、第1のアーム310の先端部分に、ギヤユニット500を設け、アウター軸3に第2のアーム320を連結して第1のアーム310の上側から延在させ、この第2のアーム320の先端には第3のアーム380を連結している。一方、ギヤユニット500のインナー軸2に所定のハンド390を連結し、第1のアーム310の下側から延在させている。すなわち、第1のアーム310の上下側から、一方にはアームを、他方にはハンドを延在させた構成としている。
次に、図7Cに示すロボット400は、第1のアーム310の先端部分に、ギヤユニット500を設け、アウター軸3に第2のアーム320を連結する一方、インナー軸2に第3のアーム321を連結している。つまり、第1のアーム310の上側から第2のアーム320を延在させ、第1のアーム310の下側から第3のアーム321を延在させ、第1アーム310の上下側からアームをそれぞれ延在させた構成としている。
また、図7Cに示す例では、第1のアーム310の下側から伸延している第3のアーム321の先端に単一の所定のハンド390を連結している。一方、第1のアーム310の上側から伸延している第2のアーム320の先端には、たとえば実施形態1に係るギヤユニット1を設けて、第1、第2のハンド330,340を連結している。
以上、説明してきたように、ギヤユニット1,500は、ロボット300,400などのアームやハンドの関節などに好適に用いることができる。しかも、構成がコンパクトなので、アームの先端部分に内蔵することも、外付けすることも可能である。また、出力軸からの動力の取り出しについても、軸の一方から取り出すことも、両端からの取り出しも可能であるため、ロボット300,400の設計自由度も高まる。
なお、上述したギヤユニット1の適用例としては、ロボットに限定されるものではないし、ロボットであっても、必ずしも上述してきたようなロボット300,400に限られるものでもない。
上述した実施形態のさらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
1,500 ギヤユニット
2 インナー軸
3 アウター軸
4 第1の入力軸
5 第2の入力軸
11 第1モータ
12 第2モータ
6 インナーギヤ
7 アウターギヤ
8 第1入力ギヤ
9 第2入力ギヤ
10 ユニットケース
L 所定距離
300,400 ロボット
310 第1のアーム
320 第2のアーム
330 第1のハンド
340 第2のハンド

Claims (5)

  1. 同心二軸の出力軸を構成する同軸のインナー軸およびアウター軸と、
    それぞれ前記出力軸と直交する方向に延在し、前記インナー軸に連動連結する第1の入力軸および前記アウター軸に連動連結する第2の入力軸と、
    を備え、
    前記インナー軸に取り付けられたインナーギヤと、前記アウター軸に取り付けられたアウターギヤとを、互いに対向状態に配置するとともに、前記第1の入力軸と前記第2の入力軸とを、前記出力軸の軸方向に互いに所定距離だけ離隔して配置し、前記インナーギヤに前記第1の入力軸の第1入力ギヤを噛合させる一方、前記アウターギヤには前記第2の入力軸の第2入力ギヤを噛合させた
    ことを特徴とするギヤユニット。
  2. 前記インナーギヤおよび前記第1入力ギヤとの対と、前記アウターギヤおよび前記第2入力ギヤの対とは、それぞれハイポイドギヤで構成されており、前記第1の入力軸と前記第2の入力軸とが平行に配置されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のギヤユニット。
  3. 前記インナーギヤおよび前記第1入力ギヤと、前記アウターギヤおよび前記第2入力ギヤとは、それぞれベベルギヤである
    ことを特徴とする請求項1に記載のギヤユニット。
  4. 前記インナー軸および前記アウター軸は、いずれも中空の軸本体を有し、前記インナー軸の軸本体内を通して配線および/または配管可能としたこと
    を特徴とする請求項1、2または3に記載のギヤユニット。
  5. 基台から延在するアームと、このアームの先端に連動連結したハンドと、
    を備え、
    前記アームの先端に、請求項1〜4のいずれか1つに記載のギヤユニットを設け、
    前記ハンドを、前記インナー軸および前記アウター軸に、互いに独立して連接した
    ことを特徴とするロボット。
JP2011211148A 2011-09-27 2011-09-27 ギヤユニットおよびロボット Expired - Fee Related JP5423750B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011211148A JP5423750B2 (ja) 2011-09-27 2011-09-27 ギヤユニットおよびロボット
US13/606,184 US8833196B2 (en) 2011-09-27 2012-09-07 Gear unit and robot
KR1020120099684A KR20130033958A (ko) 2011-09-27 2012-09-10 기어 유닛 및 로봇
CN2012103610679A CN103016629A (zh) 2011-09-27 2012-09-25 齿轮单元和机器人

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011211148A JP5423750B2 (ja) 2011-09-27 2011-09-27 ギヤユニットおよびロボット

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2013071199A true JP2013071199A (ja) 2013-04-22
JP5423750B2 JP5423750B2 (ja) 2014-02-19

Family

ID=47909770

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2011211148A Expired - Fee Related JP5423750B2 (ja) 2011-09-27 2011-09-27 ギヤユニットおよびロボット

Country Status (4)

Country Link
US (1) US8833196B2 (ja)
JP (1) JP5423750B2 (ja)
KR (1) KR20130033958A (ja)
CN (1) CN103016629A (ja)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5996857B2 (ja) * 2011-09-30 2016-09-21 東京エレクトロン株式会社 駆動装置及び基板処理システム
JP5413524B1 (ja) * 2013-01-17 2014-02-12 株式会社安川電機 ロボット
US9149936B2 (en) 2013-01-18 2015-10-06 Persimmon Technologies, Corp. Robot having arm with unequal link lengths
JP5702826B2 (ja) * 2013-04-30 2015-04-15 ファナック株式会社 産業用ロボットの手首構造
US10780586B2 (en) 2013-08-09 2020-09-22 Nidec Sankyo Corporation Horizontal articulated robot with bevel gears
JP6374156B2 (ja) * 2013-08-09 2018-08-15 日本電産サンキョー株式会社 水平多関節ロボットおよび水平多関節ロボットの製造方法
CN104110481A (zh) * 2014-06-30 2014-10-22 衡山齿轮有限责任公司 一种双轴输出换向器
JP6443456B2 (ja) * 2014-11-26 2018-12-26 株式会社安川電機 ロボットアーム、ロボットシステム
JP2016143787A (ja) * 2015-02-03 2016-08-08 川崎重工業株式会社 基板搬送ロボットおよび基板搬送方法
JP6557475B2 (ja) * 2015-02-10 2019-08-07 日本電産サンキョー株式会社 産業用ロボット
JP7074977B2 (ja) 2015-03-12 2022-05-25 パーシモン テクノロジーズ コーポレイション エンドエフェクタの従動運動を伴うロボット
JP6426646B2 (ja) * 2016-03-23 2018-11-21 ファナック株式会社 ロボットの手首構造
JP6333879B2 (ja) * 2016-04-04 2018-05-30 ファナック株式会社 ロボットアーム
CN107309907B (zh) * 2017-07-03 2024-02-09 深圳市优必选科技有限公司 机器人关节限位结构及机器人
JP6911621B2 (ja) * 2017-08-08 2021-07-28 株式会社安川電機 減速機及びアクチュエータ
CN108843742A (zh) * 2018-06-01 2018-11-20 安徽尚豪齿轮科技有限公司 一种准双曲面螺旋伞齿轮传动装置
CN111775139B (zh) * 2019-04-03 2023-06-23 库卡机器人(广东)有限公司 一种机器人
CN113734315A (zh) * 2021-07-19 2021-12-03 北京芒砀信息科技有限责任公司 用于足式机器人的舵机足式机器人

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS609696A (ja) * 1983-06-27 1985-01-18 豊田工機株式会社 ロボツトの操作装置
JPS6288587A (ja) * 1985-10-14 1987-04-23 株式会社クボタ 多関節ロボツトア−ム

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4807486A (en) * 1987-11-09 1989-02-28 Gmf Robotics Corporation Three-axes wrist mechanism
JPH03287392A (ja) * 1990-03-30 1991-12-18 Toyoda Mach Works Ltd 多関節ロボット
SE508735C2 (sv) * 1995-01-27 1998-11-02 Asea Brown Boveri Handledsenhet till en industrirobot
JP2002184834A (ja) * 2000-12-15 2002-06-28 Yaskawa Electric Corp 基板搬送用ロボット
WO2003006216A1 (en) * 2001-07-13 2003-01-23 Brooks Automation, Inc. Substrate transport apparatus with multiple independent end effectors
JP2007216364A (ja) 2006-02-20 2007-08-30 Aitec Corp 真空用ロボット
WO2007122598A2 (en) * 2006-04-21 2007-11-01 Abb Ab Backlash adjusting device of bevel gearing for an industrial robot
ATE496739T1 (de) * 2006-12-27 2011-02-15 Abb Ab Industrieroboter mit rohrelement für einen kabelbaum
US7975568B2 (en) * 2008-04-24 2011-07-12 Asm Technology Singapore Pte Ltd Robotic arm driving mechanism
JP5434991B2 (ja) * 2011-09-01 2014-03-05 株式会社安川電機 ロボット

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS609696A (ja) * 1983-06-27 1985-01-18 豊田工機株式会社 ロボツトの操作装置
JPS6288587A (ja) * 1985-10-14 1987-04-23 株式会社クボタ 多関節ロボツトア−ム

Also Published As

Publication number Publication date
JP5423750B2 (ja) 2014-02-19
CN103016629A (zh) 2013-04-03
KR20130033958A (ko) 2013-04-04
US8833196B2 (en) 2014-09-16
US20130074651A1 (en) 2013-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5423750B2 (ja) ギヤユニットおよびロボット
JP5527299B2 (ja) ギヤユニットおよびロボット
CN104053526B (zh) 机器人手以及机器人装置
EP1886773B1 (en) Wrist driving structure for industrial robot
TWI637739B (zh) 頭皮照護器
WO2017183505A1 (ja) 作業装置および双腕型作業装置
JP2014076522A (ja) ロボットハンド及びロボット装置
WO2013014720A1 (ja) パラレルリンクロボット
US10401711B2 (en) Multidirectional drive device, and automatic camera
JP2014136294A (ja) ロボット
JP2011255493A (ja) 多様な関節の形に適用可能なアクチュエータモジュール
JP5435676B2 (ja) 関節装置
JP4365341B2 (ja) ロボットハンド
TW201622923A (zh) 機器人的旋轉驅動機構
JP2014151413A (ja) 関節機構およびロボット
CN206677985U (zh) 球头铰链式双自由度关节舵机
JP2015112707A (ja) 多関節ロボットの手首構造
JP6061022B2 (ja) 複合駆動装置およびロボット
JP6765284B2 (ja) 作動装置および双腕型作動装置
JP5423910B1 (ja) ロボット
US20200269446A1 (en) Joint structure for robot
JP5833869B2 (ja) デルタ型パラレルロボット
KR20130020471A (ko) 단일 서보모터를 이용한 2 자유도 로봇 매니퓰레이터
TW201321148A (zh) 機器人臂部件
JP4618727B2 (ja) ロボットハンドの指ユニット

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20130315

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20130815

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130820

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130918

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20131029

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20131111

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees