JP2664292B2 - 直交2軸移動装置 - Google Patents

直交2軸移動装置

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JP2664292B2 JP3057258A JP5725891A JP2664292B2 JP 2664292 B2 JP2664292 B2 JP 2664292B2 JP 3057258 A JP3057258 A JP 3057258A JP 5725891 A JP5725891 A JP 5725891A JP 2664292 B2 JP2664292 B2 JP 2664292B2
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、例えば、産業ロボツ
トのアームの構造に関し、互いに直交する2軸に沿つて
夫々延出する2本のアームを夫々移動させるための直交
2軸移動装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来より、互いに直交する2軸に沿つて
夫々延出する2本のアームを夫々移動させるための直交
2軸移動装置としては、例えば、本願出願と同一出願人
により既に出願された特願平01ー188913号(平
成1年7月24日出願)に記載にされているように、ハ
ンドが取り付けられた水平アーム全体が水平方向に沿つ
て進退するように構成されている。
【0003】即ち、図9に前記先願に係わる従来の直交
2軸移動装置の構成が示されている。この従来構成につ
いて説明すると、符号100が垂直方向に沿つて延出す
る一対のガイドシヤフトを示している。これらガイドシ
ヤフト100の上下両端に、固定ブロツク102,10
1が夫々固定され、下方の固定ブロツク101には、モ
ータ103により回転駆動される駆動ローラー105が
取り付けられ、また、上方の固定ブロツク102には、
モータ104により回転駆動される駆動ローラー106
が取付けられている。また、ガイドシヤフト100に
は、ボールブツシユ109a,109bを介して、スラ
イドブロツク107が上下動自在に案内されている。ま
た、スライドブロツク107には、ボールブツシユ11
0a,110bを介して、上述したガイドシヤフト10
0と直交する方向に沿つて延出する一対のスライドシヤ
フト108が、水平方向に沿つてスライド可能に取り付
けられている。
【0004】このスライドブロツク107には、4つの
アイドルローラ111a,111b,111c,111
dが回転自在に取り付けられ、また、スライドシヤフト
108の一端に取り付けられた固定ブロツク112に
は、1つのアイドルローラ113が回転自在に取り付け
られている。一方、スライドシヤフト108の他端に
は、ハンド取り付け部114が固定されている。そし
て、このハンド取り付け部114に両端を固着され、上
述した駆動ローラ105,106と、5つのアイドルロ
ーラ111a,111b,111c,111d,113
とには、図示する様に連結ベルト115が掛け渡されて
いる。このようにして、2つのモータ103,104の
回転により、ハンド取り付け部114は、上下方向、水
平方向に夫々沿つて移動可能となる。
【0005】図10は、図9に示した従来の直交2軸移
動装置を用いて、円筒形のロボツトとしたときの構成を
示している。符号116は、固定ブロツク101に接続
され、全体構成を垂直軸線回りに回転駆動させる回転機
構を示している。また、ハンド取り付け部114には、
図示しない部品をクランプ等して移動・組付作業等を行
なうためのハンド117が着脱自在に取り付けられてい
る。
【0006】図9の様に構成することにより、ハンド1
17を空間内の任意の位置へ移動させることが可能とな
る。
【0007】
【発明が解決しようとしている課題】しかしながら、こ
のような従来の直交2軸移動装置においては、水平方向
のハンドが取付いているアームとして規定されるスライ
ドシヤフト108が水平方向に沿つて進退する様に作動
するため、特にハンドの取付いていない一端側部分がハ
ンドを引込める動作に伴い、後方に大きく突出する事に
なる。この結果、ハンド117により部品を把持する領
域の、直交2軸移動機構よりも後方には、スライドシヤ
フト108の後方への突出動作を阻害しない様にするた
めに、物を配置できないという欠点があた。またハンド
117にエア等を供給する為、配管等を先端までもつて
いくのに、この水平のスライドシヤフト108が邪魔に
なるという欠点もあた。
【0008】この発明は上述した課題に鑑みなされたも
ので、この発明の主たる目的は、ハンドの水平方向の移
動に伴い、後方に突出する事がない様にした直交2軸移
動装置を提供することである。また、この発明の他の目
的は、作動領域とは反対側に物の配置を可能とする直交
2軸移動装置を提供する事である。
【0009】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決し、
目的を達成するため、この発明に係わる直交2軸移動装
置は、第1の方向に沿つて延出する第1のガイド部材
と、この第1のガイド部材に第1の方向に沿つて移動可
能に取り付けられ、前記第1の方向と直交する第2の方
向に沿つて延出する第2のガイド部材と、この第2のガ
イド部材に前記第2の方向に沿つて移動可能に取り付け
られたスライド部材と、前記第1のガイド部材の両端に
夫々回動自在に取り付けられた第1及び第2の駆動ロー
ラと、これら第1及び第2の駆動ローラを夫々回転駆動
するための第1及び第2のモータと、前記第2のガイド
部の一端に回転自在に支持された4つのアイドルローラ
及び他端に回転自在に支持された2つのアイドルローラ
と、前記スライド部材に回転自在に支持された1つの従
動ローラと、前記スライド部材に両端が固定され、前記
6つの回転自在なアイドルローラと、前記従動ローラ
と、前記第1及び第2の駆動ローラとに掛け渡された連
結ベルトとを具備することが特徴としている。
【0010】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第1及び第2の駆動ローラを夫々回転駆
動する第1及び第2のモータは、夫々ブレーキ機構を備
えている事を特徴としている。また、この発明に係わる
直交2軸移動装置において、各ブレーキ機構は、これへ
の通電に伴いブレーキ力を解除し、通電停止によりブレ
ーキ力を発揮する様に構成されている事を特徴としてい
る。
【0011】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記スライド部材に回転自在に支持された従
動ローラは、その回転を係止するように作動するブレー
キ機構が取付けられている事を特徴としている。また、
この発明に係わる直交2軸移動装置において、前記第1
及び第2の駆動ローラと、第2のスライド部材の一端に
配置された4つのアイドルローラのうちの2つのアイド
ルローラと他端に配置された2つのアイドルローラと
は、夫々歯付きローラで構成され、前記連結ベルトは内
側面に歯が形成されたタイミングベルトから構成され、
残りのアイドルローラのうち歯付きローラでないものと
前記従動ローラとは、タイミングベルトの平坦な外側面
をガイドする外周面を有する円筒状ローラから構成され
ている事を特徴としている。
【0012】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第2のガイド部材は、その一端で、前記
第1のガイド部材に前記第1の方向に沿つて移動可能に
取り付けられている事を特徴としている。また、この発
明に係わる直交2軸移動装置において、前記第1のガイ
ド部材の前記第1の方向は、鉛直方向に沿う事を特徴と
している。
【0013】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第1のガイド部材は、これの長手軸回り
に回動自在に支持されている事を特徴としている。ま
た、この発明に係わる直交2軸移動装置において、前記
第1及び第2のガイド部材の夫々の第1及び第2の方向
は、共に水平方向に沿う事を特徴としている。
【0014】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第1のガイド部材は、上下動自在に支持
されている事を特徴としている。
【0015】
【作用】以上の様に構成されるこの発明に係わる直交2
軸移動装置によれば、第2のガイド部材を移動させると
き、またはスライド部材を移動させる場合、2つのモー
タの出力の和のトルクが利用できるため、大きなものを
動かすのに小さなモータで行なえる事になる。計算上で
は、同じものを同じ加速度で動かす場合、1/2の出力
のモータでよく、このような低出力で済むモータの採用
によりコストを下げることが可能となる。また第2のガ
イド部材上のスライド部材のみが移動する為、デツトス
ペースの小さくて済む事になる。例えば、直交座標のロ
ボツトとして用いる場合、第2のガイド部材が突出して
いない側に、物を配置することが可能となる。また円筒
ロボツトとして用いる場合、たとえば1の回転の角度を
規制して動作領域を制限すれば、第1のガイド部材の直
後方に物を配置することも可能となる。
【0016】
【実施例】以下に、この発明に係わる直交2軸移動装置
10の一実施例の構成を、添付図面の図1乃至図8を参
照して、詳細に説明する。図1はこの発明の直交2軸移
動装置を円筒形ロボツトに適用した場合の一実施例の構
成を示している。この円筒形ロボツト10は、図示しな
いエンコーダ付サーボモータと減速機とにより構成され
た回転駆動部12と、この回転駆動部12により垂直軸
線回りに回転駆動される直交2軸移動装置14と、この
直交2軸移動装置14により上下方向、水平方向に夫々
沿つて移動可能に支持され、図示しない部品の所定のク
ランプ動作を実行するハンド16とを概略備えている。
尚、上述した回転駆動部12は、直交2軸移動装置14
全体を回転駆動し、任意の位置で停止可能に構成されて
いる。
【0017】次に、図1及び図2を参照して、この発明
の特徴となる直交2軸移動装置14の構成を説明する。
この一実施例の直交2軸移動装置14は、回転駆動部1
2に直接連結され、垂直軸線回りに回動駆動される第1
のガイド部材20を備えている。この第1のガイド部材
20は、第1の方向としての上下方向に沿つて延出した
略長板状部材から構成されている。この第1のガイド部
材20の表面には、一対のガイドレール22a,22b
が上下方向に沿つて延出した状態で、互いに平行に取り
付けられている。これらガイドレール22a,22bに
は、上下一対のスライドベアリング24a,24b;2
6a,26b(符号26bで示すスライドベアリング
は、図面の都合上、図1及び図2に示されていない。)
を夫々介して、第2のガイド部材28が上下動自在に支
持されている。この第2のガイド部材28は、上述した
第1の方向とは直交する第2の方向としての水平方向に
沿つて延出した略長板状部材から構成されている。そし
て、上述した4つのスライドベアリング24a,24
b;26a,26bは、第2のガイド部材28の図中左
端に位置した状態で、これの裏面に取り付けられてい
る。
【0018】この第2のガイド部材28の表面には、1
本のスライドレール30が、水平方向に沿つて延出した
状態で取り付けられている。このスライドレール30に
は、スライドベアリング32を介してスライドブロツク
34が水平方向に沿つてスライド自在に支持されてい
る。そして、このスライドブロツク34には、取り付け
ブラケツト36を介して、上述したハンド16が着脱自
在に取り付けられている。尚、このスライドレール30
は、第2のガイド部材28の延出範囲内で終端する様に
構成されている。このような構成により、ハンド16
は、上下方向、水平方向、及び、回転駆動部12の回動
軸線回りの3つの自由度の組合せで、3次元空間内の任
意の位置へ移動することが可能となる。
【0019】また、第1のガイド部材20の上下両端の
表面には、互いに同径になされた第1及び第2の駆動ロ
ーラ38,40が回動自在に軸支されている。そして、
第1のガイド部材20の上下両端の裏面には、これら第
1及び第2の駆動ローラ38,40を夫々回転駆動する
ための第1及び第2のサーボモータ42,44が取り付
けられており、夫々の図示しない出力軸が対応する第1
及び第2の駆動ローラ38,40に連結されている。こ
れら第1及び第2のサーボモータ42,44の夫々の出
力軸には、夫々の駆動ローラ38,40の回転駆動量を
検出するために、ロータリエンコーダ46,48が接続
されている。これらロータリエンコーダ46,48は、
図3に示すように、制御ユニツト54に接続されてお
り、公知のフィードバツク制御により、第1及び第2の
サーボモータ42,44の各々速度及び回転角の制御が
実行される。
【0020】一方、第2のガイド部材28の一端部の表
面には、即ち、4つのスライドベアリング24a,24
b;26a,26bが取り付けられた一端部の表面側に
は、第1及び第2の駆動ローラ38,40と上下方向に
関して整合した状態で、上下に第1の距離d1だけ離間
した第1及び第2のアイドルローラ56,58と、これ
ら第1及び第2のアイドルローラ56,58よりも、図
中右方に第2の距離d2だけ偏倚すると共に、第1のア
イドルローラ56よりも上方に、また第2のアイドルロ
ーラ58よりも下方に夫々偏倚し、上述した第1の距離
d1よりも長い第3の距離d3だけ上下に離間した第3
及び第4のアイドルローラ60,62とが回転自在に軸
支されている。即ち、第2のガイド部材28の一端部の
表面には、合計4本のアイドルローラ56,58,6
0,62が回転自在に軸支されている。
【0021】また、第2のガイド部材28の他端部の表
面には、上下に第4の距離d4だけ離間した状態で、第
5及び第6のアイドルローラ64,66が回転自在に軸
支されている。そして、上述したスライドブロツク34
の表面には、従動ローラ68が回動自在に軸支されてい
る。この従動ローラ68の中心位置の高さは、第1及び
第2のアイドルローラ56,58の中間位置の高さと同
じになる様に設定されている。
【0022】ここで、この一実施例においては、第1及
び第2の駆動ローラ38,40と、第1乃至第6のアイ
ドルローラ56,58,60,62,64,66と、従
動ローラ68とは、同径に形成されているが、別段、同
径である事に限定されるものではない。そして、上述し
た第1の距離d1は、従動ローラ68の直径と丁度同じ
長さに設定されている。また、上述した第2の距離d2
は、第1または第2の駆動ローラ38,40の直径と丁
度同じ長さに設定されている。また、上述した第3の距
離d3は、第3のアイドルローラ60の下端が、スライ
ドブロツク34の上端縁よりも僅かに上方に偏倚し、且
つ、第4のアイドルローラ62の上端が、スライドブロ
ツク34の下端縁よりも僅かに下方に偏倚するに十分な
距離に設定されている。更に、上述した第4の距離d4
は、第5のアイドルローラ64の下端が、スライドブロ
ツク34の上端縁よりも僅かに下方に偏倚し、且つ、第
6のアイドルローラ66の上端が、スライドブロツク3
4の下端縁よりも僅かに上方に偏倚するに十分な距離に
設定されている。
【0023】また、第1及び第2の駆動ローラ38,4
0の図中左側で上下方向に沿つて延出する接線と外周が
接する様に第1及び第2のアイドルローラ56,58が
夫々位置決めされており、また、第1及び第2の駆動ロ
ーラ38,40の図中右側で上下方向に沿つて延出する
接線と外周が接する様に第3及び第4のアイドルローラ
60,62が夫々位置決めされている。更に、第3のア
イドルローラ60の下側で水平方向に沿つて延出する接
線と外周が接する様に第5のアイドルローラ64が位置
決めされ、また、第4のアイドルローラ62の上側で水
平方向に沿つて延出する接線と外周が接する様に第6の
アイドルローラ66が位置決めされている。
【0024】更に、スライドブロツク34の表面上に
は、第5のアイドルローラ64の下側で水平方向に沿つ
て延出する接線が接する面を上端面として備え、第6の
アイドルローラ66の上側で水平方向に沿つて延出する
接線が接する面を下端面として備えたタイミングベルト
固定部70が固着されている。ここで、上述した駆動ロ
ーラ38,40と、第1乃至第6のアイドルローラ5
6,58,60,62,64,66と、従動ローラ68
とには、以下に説明する様にして1本のタイミングベル
ト72が掛け渡されている。即ち、このタイミングベル
ト72の一端は、固定部70の上端面に固定され、第5
のアイドルローラ64の外周にその内側面が係合した状
態で掛け渡された後、第3のアイドルローラ60の外周
にその外側面が係合した状態で掛け渡され、その後、第
1の駆動ローラ38の外周にその内側面が係合した状態
で掛け渡され、その後、第1のアイドルローラ56の外
周にその内側面が係合した状態で掛け渡され、その後、
従動ローラ68の外周にその外側面が係合した状態で掛
け渡され、その後、第2のアイドルローラ58の外周に
その内側面が係合した状態で掛け渡され、その後、第2
の駆動ローラ40の外周にその内側面が係合した状態で
掛け渡され、その後、第4のアイドルローラ62の外周
にその外側面が係合した状態で掛け渡され、その後、第
6のアイドルローラ66の外周にその内側面が係合した
状態で掛け渡され、最後に、固定部70の下端面に、そ
の他端が固定されている。
【0025】尚、このタイミングベルト72は、その内
側面に多数の歯が形成されており、その外側面は平坦に
形成されている。そして、このタイミングベルト72の
内側面が係合する第1及び第2の駆動ローラ38,40
と、第1及び第2のアイドルローラ56,58と、第5
及び第6のアイドルローラ64,66とは、これの歯と
噛合する歯を外周に有する歯付ローラから構成されてい
る。また、このタイミングベルト72の外側面が係合す
る第3及び第4のアイドルローラ60,62と、従動ロ
ーラ68とは、スムーズな外周面を有する円筒状ローラ
から構成されている。
【0026】ここで、図3に示す様に、制御ユニツト5
4には、テイーチングされたハンド16の移動手順を記
憶しておくテイーチング手順記憶部74と、ハンド16
の移動手順を例えばキーボード等を介してテイーチング
させるためのキーボード入力部76と、ハンド16の移
動手順を入力部76を介してテイーチングするキーボー
ド入力モードかハンド16を直接手動により移動させて
移動手順をダイレクト入力するダイレクト入力モードか
を切り換える入力モード切り換えスイツチ78とが接続
されている。即ち、この記憶部74には、切り換えスイ
ツチ78によりキーボード入力モードが設定されると、
キーボード入力部76を介して設定された移動手順が、
テイーチング手順記憶部74に記憶され、ダイレクト入
力モードが設定されると、手動により移動されたハンド
16の位置が、第1及び第2のロータリエンコーダ4
6,48からの出力情報が変換された状態で、直接にテ
イーチング手順記憶部74に記憶されることとなる。
【0027】次に、図4乃至図7を参照して、上述した
構成の直交2軸移動装置14におけるハンド16の移動
動作について説明する。先ず、図4に示す様に、第1の
サーボモータ42により第1の駆動ローラ38を反時計
方向に回転させると同時に、これと同期して同じ量だけ
第2のサーボモータ44により第2の駆動ローラ40を
時計方向に回転させる。この結果、第1のアイドルロー
ラ56と従動ローラ68との間に位置するタイミングベ
ルト72の部分、及び、第2のアイドルローラ58と従
動ローラ68との間に位置するタイミングベルト72の
部分が、共に、その長さを同じ量だけ長くする様に変化
し、且つ、第5のアイドルローラ64と固定部70との
間に位置するタイミングベルト72の部分、及び、第6
のアイドルローラ66と固定部70との間に位置するタ
イミングベルト72の部分が、共にその長さを同じ量だ
け短くする様に変化する事となる。従つて、第2のガイ
ド部材28は、上下方向に沿つて何ら移動することな
く、スライドブロツク34のみが、水平方向に沿つて、
図中右方に向けて送り出される事となる。
【0028】次に、図5に示す様に、第1のサーボモー
タ42により第1の駆動ローラ38を時計方向に回転さ
せると同時に、これと同期して同じ量だけ第2のサーボ
モータ44により第2の駆動ローラ40を反時計方向に
回転させる。この結果、第1のアイドルローラ56と従
動ローラ68との間に位置するタイミングベルト72の
部分、及び、第2のアイドルローラ58と従動ローラ6
8との間に位置するタイミングベルト72の部分が、共
に、その長さを同じ量だけ短くする様に変化し、且つ、
第5のアイドルローラ64と固定部70との間に位置す
るタイミングベルト72の部分、及び、第6のアイドル
ローラ66と固定部70との間に位置するタイミングベ
ルト72の部分が、共にその長さを同じ量だけ長くする
様に変化する事となる。従つて、第2のガイド部材28
は、上下方向に沿つて何ら移動することなく、スライド
ブロツク34のみが、水平方向に沿つて、図中左方に向
けて送り出される事となる。
【0029】また、図6に示す様に、第1及び第2のサ
ーボモータ42,44により第1及び第2の駆動ローラ
38,40を共に同期した状態で同じ量だけ反時計方向
に回転させる。この結果、第2のアイドルローラ58と
第2の駆動ローラ40との間に位置するタイミングベル
ト72の部分、及び、第4のアイドルローラ62と第2
の駆動ローラ40との間に位置するタイミングベルト7
2の部分が、共に、その長さを同じ量だけ長くする様に
変化し、且つ、第1のアイドルローラ56と第1の駆動
ローラ38との間に位置するタイミングベルト72の部
分、及び、第3のアイドルローラ60と第1の駆動ロー
ラ38との間に位置するタイミングベルト72の部分
が、共にその長さを同じ量だけ短くする様に変化する事
となる。従つて、スライドブロツク34は、左右方向に
沿つて何ら移動することなく、第2のガイド部材28の
みが、図中上方に向けて送り出される事となる。
【0030】そして、図7に示す様に、第1及び第2の
サーボモータ42,44により第1及び第2の駆動ロー
ラ38,40を共に同期した状態で同じ量だけ時計方向
に回転させる。この結果、第1のアイドルローラ56と
第1の駆動ローラ38との間に位置するタイミングベル
ト72の部分、及び、第3のアイドルローラ60と第1
の駆動ローラ38との間に位置するタイミングベルト7
2の部分が、共に、その長さを同じ量だけ短くする様に
変化し、且つ、第2のアイドルローラ58と第2の駆動
ローラ40との間に位置するタイミングベルト72の部
分、及び、第4のアイドルローラ62と第2の駆動ロー
ラ40との間に位置するタイミングベルト72の部分
が、共にその長さを同じ量だけ長くする様に変化する事
となる。従つて、スライドブロツク34は、左右方向に
沿つて何ら移動することなく、第2のガイド部材28の
みが、図中下方に向けて送り出される事となる。
【0031】以上説明したように、この一実施例の直交
2軸移動装置14は、2つのサーボモータ42,44を
互いに同期させて同じ回転方向に回転させると、第2の
ガイド部材28が2つのサーボモータ42,44のトル
クを合体させた状態で上下方向に沿つて移動させられる
事となる。また、2つのサーボモータ42,44を互い
に同期させて互いに異なる回転方向に回転させると、第
2のガイド部材28自身は上下方向にも左右方向にも停
止した状態で、これの表面上において、スライドブロツ
ク34のみが2つのサーボモータ42,44のトルクを
合体させた状態で左右方向に沿つて移動させられる事と
なる。
【0032】ここで、この一実施例においては、上述し
た従動ローラ68には、これの回転を係止するためのブ
レーキ機構80が連結されている。このブレーキ機構8
0の連結状態は、図8に示されるようになされている。
即ち、この従動ローラ68は、スライドブロツク34に
形成された透孔34aを貫通し、一対のベアリング82
a,82bにより回転自在に支持された支軸68aと、
この支軸68aの先端に同軸に固定され、タイミングベ
ルト72の外周面が掛け渡されるローラ本体在68bと
から構成されている。この支軸68aの後端、即ち、ス
ライドブロツク34の裏面側に突出した端部に、このブ
レーキ機構80が連結されている。このブレーキ機構8
0は、これへの通電停止に伴いブレーキが作動し、従動
ローラ68を回転不能にすると共に、これへの通電に伴
いブレーキを解除する様に構成されており、図3に示す
様に、その動作状態を制御ユニツト54により制御され
る様に制御ユニツト54に接続されている。
【0033】このように、ブレーキ機構80を介して従
動ローラ68のみをロツクすることにより、スライドブ
ロツク34は外力により水平方向に沿つて移動可能とな
るが、第2のガイド部材28は上下方向に沿つて移動不
可能となる。従つて、図1に示す様に、円筒ロボツト1
0に一実施例の直交2軸移動装置14を適用した状態に
おいて、例えば、停電やその日の作業が終了して、ブレ
ーキ機構80への通電が遮断された場合でも、重力に対
しての移動方向である第2のガイド部材28は落下せ
ず、通電停止に対する安全性が担保される事となる。
【0034】一方、上述した切り換えスイツチ78によ
りダイレクトテイーチングモードが設定された状態にお
いて、第1及び第2のサーボモータ42,44への電源
を落とし、ロータリエンコーダ46,48への電源を落
とさず、ブレーキ機構80への通電と停止して従動ロー
ラ68の回転を不能にすることで、スライドブロツク3
4を、従つて、これに取り付けられたハンド16を手動
により水平方向に沿つて移動することができる事とな
る。このようにして、ダイレクトテイーチング動作でハ
ンド16を水平方向に沿つて移動させる事が、非常に簡
単に実行され得る事となる。尚、ダイレクトテイーチン
グ動作において、ハンド16を上下方向に沿つて移動さ
せてなければならない場合には、ブレーキ機構80への
通電を再開させれば良い事は言うまでも無い
【0035】
【他の実施例】この発明は、上述した一実施例の構成に
限定されることなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲
で種々変形可能である事は言うまでもない。例えば、上
述した一実施例においては、この従動ローラ68には、
ブレーキ機構80が接続されている様に説明したが、こ
の発明はこのような構成に限定されることなく、このブ
レーキ機構80に替えて、または、このブレーキ機構に
付加した状態で、第1及び第2のサーボモータ42,4
4に夫々の出力軸をロツクするためのブレーキ機構を夫
々備える様に構成しても良い。ここで、各ブレーキ機構
は、これに電力が供給された際に、ブレーキ力を解除
し、電力の供給が遮断された際に、ブレーキ力が作用す
る様に構成されている。このように第1及び第2のサー
ボモータ42,44が夫々のブレーキ機構により、夫々
の出力軸をロツクされる事により、第2のガイド部材2
8は上下方向の移動を禁止されると共に、スライドブロ
ツク28の水平方向の移動をも禁止される事となる。こ
のように夫々のサーボモータ42,44にブレーキ機構
を取り付ける事により、通電停止時における第2のガイ
ド部材28の落下が防止され、上述した一実施例におい
てブレーキ機構80を設けた場合と同様に、停電時等の
通電停止時の安全性が担保される事になる。
【0036】また、上述した一実施例においては、直交
2軸移動装置14を円筒形ロボツト10に用いた例を説
明したが、この発明はこのような適用に限定されること
なく、例えば、第1のガイド部材20を固定し、スライ
ドブロツク34上にハンド16を支持した状態で、2軸
の直交ロボツトとしても用いることができる。また、上
述した一実施例においては、駆動力の伝達を歯付のタイ
ミングベルト72を介して行う様に説明したが、この発
明はこのような構成に限定されることなく歯の付いてい
ないタイミングベルトを利用しても良いし、また、その
他チェーン、ワイヤー等で駆動力を伝達させる様にして
も、なんら問題はない。
【0037】また、上述した一実施例においては、第1
のガイド部材20を直立した状態で取り付ける様に説明
したが、この発明はこのような構成に限定されることな
く、第1のガイド部材20を水平方向に沿つて延出した
状態で配設し、第2のガイド部材28をこの第1のガイ
ド部材20の延出方向に対して、垂直方向に沿つて直交
する様に取り付けても良いし、また、水平方向に沿つて
直交する様に取り付けても良い。前者の場合、第1のガ
イド部材20をこれの延出方向とは水平方向に沿つて直
交する方向に沿つて移動可能とする事により、ハンド1
6を3次元位置の任意の位置に移動させることができる
し、また、後者の場合、第1のガイド部材20を上下方
向に沿つて移動可能とする事により、ハンド16を3次
元位置の任意の位置に移動させることができる事とな
る。
【0038】また、上述した一実施例においては、タイ
ミングベルト72の内側面にのみ歯を形成し、これの平
坦な外側面が係合する第3及び第4のアイドルローラ6
0,62と、従動ローラ68とを平坦な外周面を有する
ローラから形成される様に説明したが、この発明はこの
ような構成に限定されることなく、タイミングベルト7
2の内外両側面に夫々歯を形成し、これの歯付きの外側
面が係合する第3及び第4のアイドルローラ60,62
と、従動ローラ68とを歯付きローラから形成される様
に構成しても良い。このように構成する事により、ブレ
ーキ機構80による従動ローラ68の回転停止に伴うタ
イミングベルト72の停止動作が確実に実行され得る事
となる。
【0039】また、上述した一実施例において、従動ロ
ーラ68の外周面にゴム等の摩擦係数が大きな部材を貼
着する事により、同様に、ブレーキ機構80によるタイ
ミングベルト72の停止動作が確実に実行され得る事と
なる。更に、上述した一実施例においては、ハンド16
は、取り付けブラケツト36に固定される様に説明した
が、この発明は、このような構成に限定されることな
く、ハンド16を垂直軸線回りに回動自在に取り付け、
図示していないが、このハンド16を垂直軸先回りに回
動駆動するための駆動モータを更に備える事により、こ
の直交2軸移動装置をロボツトに適用した場合に、ハン
ド16に把持した部品を任意の位置に移動させることが
出来ると共に、この任意の位置において、部品を任意の
回動姿勢でピツクアンドプレースすることが出来る事と
なる。
【0040】
【発明の効果】以上詳述した様に、この発明に係わる直
交2軸移動装置は、第1の方向に沿つて延出する第1の
ガイド部材と、この第1のガイド部材に第1の方向に沿
つて移動可能に取り付けられ、前記第1の方向と直交す
る第2の方向に沿つて延出する第2のガイド部材と、こ
の第2のガイド部材に前記第2の方向に沿つて移動可能
に取り付けられたスライド部材と、前記第1のガイド部
材の両端に夫々回動自在に取り付けられた第1及び第2
の駆動ローラと、これら第1及び第2の駆動ローラを夫
々回転駆動するための第1及び第2のモータと、前記第
2のガイド部の一端に回転自在に支持された4つのアイ
ドルローラ及び他端に回転自在に支持された2つのアイ
ドルローラと、前記スライド部材に回転自在に支持され
た1つの従動ローラと、前記スライド部材に両端が固定
され、前記6つの回転自在なアイドルローラと、前記従
動ローラと、前記第1及び第2の駆動ローラとに掛け渡
された連結ベルトとを具備することが特徴としている。
【0041】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第1及び第2の駆動ローラを夫々回転駆
動する第1及び第2のモータは、夫々ブレーキ機構を備
えている事を特徴としている。また、この発明に係わる
直交2軸移動装置において、前記スライド部材に回転自
在に支持された従動ローラは、その回転を係止するよう
に作動するブレーキ機構が取付けられている事を特徴と
している。
【0042】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、各ブレーキ機構は、これへの通電に伴いブレ
ーキ力を解除し、通電停止によりブレーキ力を発揮する
様に構成されている事を特徴としている。また、この発
明に係わる直交2軸移動装置において、前記第1及び第
2の駆動ローラと、第2のスライド部材の一端に配置さ
れた4つのアイドルローラのうちの2つのアイドルロー
ラと他端に配置された2つのアイドルローラとは、夫々
歯付きローラで構成され、前記連結ベルトは内側面に歯
が形成されたタイミングベルトから構成され、残りのア
イドルローラのうち歯付きローラでないものと前記従動
ローラとは、タイミングベルトの平坦な外側面をガイド
する外周面を有する円筒状ローラから構成されている事
を特徴としている。 また、この発明に係わる直交2軸
移動装置において、前記第2のガイド部材は、その一端
で、前記第1のガイド部材に前記第1の方向に沿つて移
動可能に取り付けられている事を特徴としている。
【0043】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第1のガイド部材の前記第1の方向は、
鉛直方向に沿う事を特徴としている。また、この発明に
係わる直交2軸移動装置において、前記第1のガイド部
材は、これの長手軸回りに回動自在に支持されている事
を特徴としている。また、この発明に係わる直交2軸移
動装置において、前記第1及び第2のガイド部材の夫々
の第1及び第2の方向は、共に水平方向に沿う事を特徴
としている。
【0044】また、この発明に係わる直交2軸移動装置
において、前記第1のガイド部材は、上下動自在に支持
されている事を特徴としている。従つて、この発明によ
れば、ハンドの水平方向の移動に伴い、後方に突出する
事がない様にした直交2軸移動装置が提供される事にな
る。また、この発明の他の目的は、作動領域とは反対側
に物の配置を可能とする直交2軸移動装置が提供される
事になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明に係わる直交2軸移動装置の
一実施例の構成が適用される円筒形ロボツトの構成を示
す正面図である。
【図2】図2は、直交2軸移動装置の一実施例の構成を
取り出して示す斜視図である。
【図3】図3は、図1に示す円筒状ロボツトにおける制
御系の構成を概略的に示すブロツク図である。
【図4】図4は、スライドブロツクのみを図中右方に移
動させる状態を示す正面図である。
【図5】図5は、スライドブロツクのみを図中左方に移
動させる状態を示す正面図である。
【図6】図6は、第2のガイド部材のみを図中下方に移
動させる状態を示す正面図である。
【図7】図7は、第2のガイド部材のみを図中上方に移
動させる状態を示す正面図である。
【図8】図8は、従動ローラへのブレーキ機構の取り付
け状態を示す断面図である。
【図9】図9は、従来の直交2軸移動装置の構成を示す
斜視図である。
【図10】図10は、従来の直交2軸移動装置を円筒形
ロボツトに適用した場合を示す正面図である。
【符号の説明】
10 円筒形ロボツト、 12 回転駆動部、 14 直交2軸移動装置、 16 ハンド、 20 第1のガイド部材、 22a;22b ガイドレール、 24a;24b;26a;26b スライドベアリン
グ、 28 第2のガイド部材、 30 スライドレール、 32 スライドベアリング、 34 スライドブロツク、 34a 透孔 36 取り付けブラケツト、 38 第1の駆動ローラ、 40 第2の駆動ローラ、 42 第1のサーボモータ、 44 第2のサーボモータ、 46 第1のロータリエンコーダ、 48 第2のロータリエンコーダ、 54 制御ユニツト、 56 第1のアイドルローラ、 58 第2のアイドルローラ、 60 第3のアイドルローラ、 62 第4のアイドルローラ、 64 第5のアイドルローラ、 66 第6のアイドルローラ、 68 従動ローラ、 70 固定部、 72 タイミングベルト、 74 テイーチング手順記憶部、 76 キーボード入力部、 78 切り換えスイツチ、 80 ブレーキ機構、そして 82a;82b ベアリングである。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−55177(JP,A) 特開 平1−183382(JP,A) 特開 昭61−214984(JP,A) 特開 昭58−59777(JP,A)

Claims (10)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の方向に沿つて延出する第1のガイ
    ド部材と、この第1のガイド部材に第1の方向に沿つて
    移動可能に取り付けられ、前記第1の方向と直交する第
    2の方向に沿つて延出する第2のガイド部材と、この第
    2のガイド部材に前記第2の方向に沿つて移動可能に取
    り付けられたスライド部材と、前記第1のガイド部材の
    両端に夫々回動自在に取り付けられた第1及び第2の駆
    動ローラと、これら第1及び第2の駆動ローラを夫々回
    転駆動するための第1及び第2のモータと、前記第2の
    ガイド部の一端に回転自在に支持された4つのアイドル
    ローラ及び他端に回転自在に支持された2つのアイドル
    ローラと、前記スライド部材に回転自在に支持された1
    つの従動ローラと、前記スライド部材に両端が固定さ
    れ、前記6つの回転自在なアイドルローラと、前記従動
    ローラと、前記第1及び第2の駆動ローラとに掛け渡さ
    れた連結ベルトとを具備することが特徴とする直交2軸
    移動装置。
  2. 【請求項2】 前記第1及び第2の駆動ローラを夫々回
    転駆動する第1及び第2のモータは、夫々ブレーキ機構
    を備えている事を特徴とする請求項1記載の直交2軸移
    動装置。
  3. 【請求項3】 前記スライド部材に回転自在に支持され
    た従動ローラは、その回転を係止するように作動するブ
    レーキ機構が取付けられている事を特徴とする請求項1
    記載の直交2軸移動装置。
  4. 【請求項4】 前記各ブレーキ機構は、これへの通電に
    伴いブレーキ力を解除し、通電停止によりブレーキ力を
    発揮する様に構成されている事を特徴とする請求項2ま
    たは3に記載の直交2軸移動装置。
  5. 【請求項5】 前記第1及び第2の駆動ローラと、第2
    のスライド部材の一端に配置された4つのアイドルロー
    ラのうちの2つのアイドルローラと他端に配置された2
    つのアイドルローラとは、夫々歯付きローラで構成さ
    れ、前記連結ベルトは内側面に歯が形成されたタイミン
    グベルトから構成され、残りのアイドルローラのうち歯
    付きローラでないものと前記従動ローラとは、タイミン
    グベルトの平坦な外側面をガイドする外周面を有する円
    筒状ローラから構成されている事を特徴とする請求項1
    記載の直交2軸移動装置。
  6. 【請求項6】 前記第2のガイド部材は、その一端で、
    前記第1のガイド部材に前記第1の方向に沿つて移動可
    能に取り付けられている事を特徴とする請求項1記載の
    直交2軸移動装置。
  7. 【請求項7】 前記第1のガイド部材の前記第1の方向
    は、鉛直方向に沿う事を特徴とする請求項1記載の直交
    2軸移動装置。
  8. 【請求項8】 前記第1のガイド部材は、これの長手軸
    回りに回動自在に支持されている事を特徴とする請求項
    7記載の直交2軸移動装置。
  9. 【請求項9】 前記第1及び第2のガイド部材の夫々の
    第1及び第2の方向は、共に水平方向に沿う事を特徴と
    する請求項1記載の直交2軸移動装置。
  10. 【請求項10】 前記第1のガイド部材は、上下動自在
    に支持されている事を特徴とする請求項9記載の直交2
    軸移動装置。
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