JP2799416B2 - Multi-actuator brake device - Google Patents

Multi-actuator brake device

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JP2799416B2
JP2799416B2 JP12899289A JP12899289A JP2799416B2 JP 2799416 B2 JP2799416 B2 JP 2799416B2 JP 12899289 A JP12899289 A JP 12899289A JP 12899289 A JP12899289 A JP 12899289A JP 2799416 B2 JP2799416 B2 JP 2799416B2
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春樹 矢原
光則 横大路
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工業技術院長
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、たとえば産業ロボットの手首操作のように
複数のアクチュエータをそなえた装置において、アクチ
ュエータを共通に動作させるブレーキ装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a brake device for operating a common actuator in a device having a plurality of actuators such as a wrist operation of an industrial robot.

[従来の技術] 産業ロボットの関節駆動装置などにおいては、たとえ
ば手首の傾動と回動をそれぞれ行わせるため、アーム内
に2個のアクチュエータを前後または平行に並べて収納
し、それぞれのアクチュエータによりベルトやギヤなど
の連結機構を介して異なる動作を行わせるようにしてお
り、これらのアクチュエータには停電時に動作をロック
する非常用のブレーキ装置を設けている。
2. Description of the Related Art In an articulated driving device of an industrial robot, for example, two actuators are housed side by side or parallel to each other in order to tilt and rotate a wrist, respectively. Different operations are performed via coupling mechanisms such as gears, and these actuators are provided with an emergency brake device that locks the operation in the event of a power failure.

第4図はこのようなアームの例を示すもので、1はア
ームの一部で、2はアーム端板、3は手首、4は手首に
設けたフィンガー、5は手首の傾動用アクチュエータ
で、アーム1内に設けられ、ベベルギヤ51,52を介して
プーリ53を回転させタイミングベルト54でギヤ55に回転
を伝え、このギヤ55と噛み合わせたギヤ56によって手首
3を紙面に対して上下の方向に傾動させる。6は手首の
回動用アクチュエータで、アーム1内に前記傾動用アク
チュエータ5と並べて設けられ、ベベルギヤ61,62を介
してプーリ63を回転させ、タイミングベルト64でベベル
ギヤ65を回転させ、ベベルギヤ66を介して手首のフィン
ガー4を回動させる。
FIG. 4 shows an example of such an arm, wherein 1 is a part of the arm, 2 is an arm end plate, 3 is a wrist, 4 is a finger provided on the wrist, 5 is a wrist tilting actuator, The pulley 53 is rotated via bevel gears 51 and 52 and transmitted to the gear 55 by the timing belt 54. The gear 56 meshed with the gear 55 causes the wrist 3 to move up and down with respect to the paper surface. To tilt. Reference numeral 6 denotes a wrist rotation actuator, which is provided in the arm 1 side by side with the tilting actuator 5, rotates a pulley 63 via bevel gears 61 and 62, rotates a bevel gear 65 with a timing belt 64, and rotates a bevel gear 66 via a bevel gear 66. To rotate the finger 4 of the wrist.

8は傾動用アクチュエータ5のブレーキ装置で、アク
チュエータの回転軸81端に制動板82を取り付け、この制
動板82に軸方向空隙で対向させた磁性対よりなる作動板
83を支持ピン84で軸方向にのみ移動するように支持させ
ており、作動板83をばね85に抗して制動板82から引き離
す電磁石86をそなえている。9は回動用アクチュエータ
6のブレーキ装置で、前記ブレーキ装置8と同様に構成
されている。
Reference numeral 8 denotes a brake device for the tilting actuator 5, which is provided with a brake plate 82 at the end of a rotary shaft 81 of the actuator, and an actuation plate comprising a magnetic pair opposed to the brake plate 82 by an axial gap.
83 is supported by a support pin 84 so as to move only in the axial direction, and includes an electromagnet 86 that separates the operation plate 83 from the brake plate 82 against a spring 85. Reference numeral 9 denotes a brake device for the rotation actuator 6, which is configured similarly to the brake device 8.

[本発明が解決しようとする課題] しかるに、ロボットやマニュプレータにおけるアーム
などの回動部分は軽いほど応答性などの制御性を向上さ
せることができるが、複数個設けられたアクチュエータ
にそれぞれブレーキ装置を組み込むことにより、操作機
構の重量が大きくなり、可動部分の軽量化に制限を受け
る欠点がある。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the lighter the rotating part such as an arm in a robot or a manipulator, the more controllability such as responsiveness can be improved. The incorporation of this method has the disadvantage that the weight of the operating mechanism is increased and the weight of the movable part is limited.

本発明は、このような欠点を解決するために複数のア
クチュエータに対して共通のブレーキ装置をそなえ、個
々のアクチュエータにブレーキ装置を設けないようにし
たものである。
According to the present invention, in order to solve such a disadvantage, a plurality of actuators are provided with a common brake device, and individual actuators are not provided with a brake device.

[課題を解決するための手段] このため、複数のアクチュエータを動作軸が平行にな
るように並置し、このアクチュエータ相互の間に1個の
ブレーキ装置を設け、前記動作軸に取り付けた制動板が
ブレーキ装置のブレーキ板のそれぞれ異なる位置に接離
するようにし、複数のアクチュエータを同時に制動でき
るようにしている。
[Means for Solving the Problems] For this purpose, a plurality of actuators are juxtaposed so that their operation axes are parallel to each other, and one brake device is provided between the actuators. The brake plates of the brake device are brought into contact with and separated from different positions, so that a plurality of actuators can be braked simultaneously.

[作用] したがって、複数個のアクチュエータを1個のブレー
キ装置で動作させ、個々のアクチュエータを各別に設け
ているブレーキ装置を省くことができ、全体の重量を軽
減させ、設置スペースが小さくなる。
[Operation] Therefore, a plurality of actuators can be operated by one brake device, and the brake devices provided with individual actuators can be omitted, the overall weight can be reduced, and the installation space can be reduced.

[実施例] 第1図および第2図に示す実施例において、1はアー
ム、2はアーム端板、3は手首、4はフィンガー、5は
手首3を移動させる傾動用アクチュエータでアーム1内
に設けられ、ベベルギヤ51および52を介してプーリ53を
回転させ、タイミングベルト54でギヤ55に回転を伝えこ
のギヤ55と噛み合わせたギヤ56によって手首3を紙面に
対して上下の方向に傾動させる。57はアクチュエータの
回転軸、58は回転端軸に取り付けた制動板である。6は
手首の回動用アクチュエータで、アーム1内に前記傾動
用アクチュエータ5と並べて設けられ、ベベルギヤ61お
よび62を介してプーリ63を回転させ、タイミングベルト
64でベベルギヤ65を回転させ、ベベルギヤ66を介して手
首のフィンガー4を回動させる。67はアクチュエータの
回転軸、68は回転軸67端に取り付けた制動板である。
Embodiment In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, 1 is an arm, 2 is an arm end plate, 3 is a wrist, 4 is a finger, and 5 is a tilting actuator for moving the wrist 3 in the arm 1. The pulley 53 is rotated through bevel gears 51 and 52, and the rotation is transmitted to the gear 55 by the timing belt 54. The gear 56 meshed with the gear 55 causes the wrist 3 to be tilted up and down with respect to the paper surface. 57 is a rotary shaft of the actuator, and 58 is a brake plate attached to the rotary end shaft. Reference numeral 6 denotes a wrist rotation actuator, which is provided in the arm 1 side by side with the tilting actuator 5, rotates a pulley 63 via bevel gears 61 and 62, and
The bevel gear 65 is rotated at 64, and the finger 4 of the wrist is rotated via the bevel gear 66. Reference numeral 67 denotes a rotary shaft of the actuator, and 68 denotes a brake plate attached to an end of the rotary shaft 67.

7は傾動用アクチュエータ5および回動用アクチュエ
ータ6の間に配置したブレーキ装置で、操作軸71をキー
72で軸方向のに摺動するようにしており、ケーシング73
から突出させた操作軸71の外側端に前記アクチュエータ
5・6の制動板58・68の一部にそれぞれ対向して重なる
ブレーキ板74を取り付け、ケーシング73内に設けた電磁
石75により前記操作軸71のプランジャ76をブレーキばね
77に抗して吸引するようにしてある。
Reference numeral 7 denotes a brake device disposed between the tilting actuator 5 and the rotating actuator 6, and the operation shaft 71 is operated by a key.
It slides in the axial direction at 72, and the casing 73
A brake plate 74 is attached to the outer end of the operation shaft 71 protruding from the brake plate 74 so as to be opposed to a part of the brake plates 58 and 68 of the actuators 5 and 6, respectively. Brake spring plunger 76
Aspirate against 77.

図示しない電源から給電し、傾動用アクチュエータ5
および回動用アクチュエータ6がそれぞれ必要に応じて
運転され、この間はブレーキ装置7の電磁石75がブレー
キ用の電源から付勢されてプランジャ76が吸引され、操
作軸71はブレーキばね77を圧縮してブレーキ板74を制動
板58、68から離開させている。
Power is supplied from a power supply (not shown), and the tilting actuator 5
And the rotation actuator 6 are operated as necessary. During this time, the electromagnet 75 of the brake device 7 is urged from the power source for braking, the plunger 76 is attracted, and the operating shaft 71 compresses the brake spring 77 to apply the brake. The plate 74 is separated from the brake plates 58, 68.

停電その他の状態で手首3およびフィンガー4を固定
させる場合は、電磁石75の給電が遮断されるとプランジ
ャ76の吸引力が解除され、操作軸71がブレーキばね77に
よって急速に各アクチュエータの制動板58、68側に引き
付けられ、制度板58、68がブレーキ板74のそれぞれ異な
る位置に接触し、アクチュエータの動きを同時に制動す
る。
When the wrist 3 and the finger 4 are fixed in a power failure or other state, when the power supply to the electromagnet 75 is cut off, the attraction force of the plunger 76 is released, and the operation shaft 71 is rapidly moved by the brake spring 77 to the brake plate 58 of each actuator. , 68, and the striking plates 58, 68 contact different positions of the brake plate 74 to simultaneously brake the movement of the actuator.

第3図に示す実施例は、傾動用アクチュエータ5およ
び回動用アクチュエータ6の制動板58、68の外周を円錐
状面とし、ブレーキ装置のブレーキ板74の外周面を前記
制動板の円錐状面に対向する円錐状に形成し、ブレーキ
板とアクチュエータの制動板をそれぞれ外周面で接触離
開させるようにしたもので、第1図と同じ部分には同じ
符号を付しており、第1図と同様に動作するが、この実
施例ではブレーキ装置の操作軸71にテーパ状のプランジ
ャ76を設けて電磁石75で吸引させるようにしている。
In the embodiment shown in FIG. 3, the outer peripheries of the brake plates 58 and 68 of the tilting actuator 5 and the turning actuator 6 are formed as conical surfaces, and the outer peripheral surface of the brake plate 74 of the brake device is formed as the conical surfaces of the brake plates. Opposing cones are formed so that the brake plate and the brake plate of the actuator are brought into contact with and separated from each other on the outer peripheral surface. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and are similar to those in FIG. However, in this embodiment, a tapered plunger 76 is provided on the operation shaft 71 of the brake device so as to be attracted by the electromagnet 75.

なお、図の実施例では2個のアクチュエータを設けて
あるが、アクチュエータの数を増してもよく、対象位置
に設けたアクチュエータの制動板が反対方向に回転する
ようにしておけば、ブレーキ板74に加わる偶力を相殺
し、操作軸71に加わる回転力を減少させ、あるいはゼロ
にしてキー72を省くことができる。
Although two actuators are provided in the illustrated embodiment, the number of actuators may be increased. If the brake plate of the actuator provided at the target position is rotated in the opposite direction, the brake plate 74 is provided. The key 72 can be eliminated by canceling the couple acting on the operation shaft 71 and reducing the rotational force applied to the operation shaft 71 or setting it to zero.

[本発明の効果] 本発明は上述のように、複数個のアクチュエータ相互
間に1個のブレーキ装置をそなえ、各アクチュエータの
操作軸に取り付けた制動板がブレーキ装置のブレーキ板
のそれぞれ異なる位置に接触し、共通して制動を行うよ
うにしてあるから、ブレーキ装置を個々のアクチュエー
タに設ける必要がなく、全体の重量やスペースを小さく
することができるとともに、ブレーキのタイミングを合
わせることができ、ロボットなどのアームに使用してア
ーム重量を軽減させ、確実な動作を行わせることができ
る効果がある。
[Effects of the present invention] As described above, the present invention includes one brake device between a plurality of actuators, and the brake plates attached to the operation shaft of each actuator are located at different positions on the brake plate of the brake device. Since the brakes come in contact with each other and perform common braking, there is no need to provide a braking device for each actuator, and the overall weight and space can be reduced, and the timing of braking can be adjusted. There is an effect that it can be used for an arm such as to reduce the arm weight and perform a reliable operation.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の実施例を示す側断面図、第2図はA−
A線に沿う側面図、第3図は他の実施例を示す要部の断
面図、第4図は従来の例を示す側断面図である。 1はアーム、2はアーム端板、3は手首、4はフィンガ
ー、5は傾動用アクチュエータ、6は回動用アクチュエ
ータ、57・67はアクチュエータの回転軸、58・68は制動
板、7はブレーキ装置、71は操作軸、72はキー、73はケ
ーシング、74はブレーキ板、75は電磁石、76はプランジ
ャ、77はブレーキばね、8・9はブレーキ装置である。
FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 3 is a sectional view of a main part showing another embodiment, and FIG. 4 is a side sectional view showing a conventional example. 1 is an arm, 2 is an arm end plate, 3 is a wrist, 4 is a finger, 5 is an actuator for tilting, 6 is an actuator for rotation, 57 and 67 are rotation axes of the actuator, 58 and 68 are brake plates, and 7 is a brake device. , 71 is an operation shaft, 72 is a key, 73 is a casing, 74 is a brake plate, 75 is an electromagnet, 76 is a plunger, 77 is a brake spring, and 8.9 are brake devices.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02K 7/00 H02K 16/00 B25J 17/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) H02K 7/00 H02K 16/00 B25J 17/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】ロボットのアーム内に、動作軸をアームの
軸心方向と平行にした複数のアクチュエータと、アクチ
ュエータ相互の間に設けた1個のブレーキ装置とをそな
え、 前記複数のアクチュエータは、外枠から突出させた動作
軸端に、制動板を相互に同一平面に配置して取り付け、 前記ブレーキ装置は、軸方向にのみ摺動する操作軸の端
部に、前記複数のアクチュエータの制動板に共通に接離
するブレーキ板を設けるとともに、前記操作軸のほぼ中
間部に、前記ブレーキ板を制動板に押圧させるブレーキ
ばねと、このブレーキばねに抗してブレーキ板を軸方向
に摺動させてブレーキ板を制動板から離開させるプラン
ジャとを設け、 前記ブレーキ板を、前記複数の制動板の一部にそれぞれ
対向させ、ブレーキ装置の制動時にブレーキ板の異なる
位置が、それぞれ別の制動板に接触することを特徴とす
る複数アクチュエータのブレーキ装置。
1. An arm of a robot, comprising: a plurality of actuators each having an operation axis parallel to an axial direction of the arm; and one brake device provided between the actuators; A brake plate is disposed on and attached to the end of the operation shaft protruding from the outer frame, and the brake device is provided with brake plates of the plurality of actuators at ends of an operation shaft that slides only in the axial direction. A brake plate for pressing and pressing the brake plate against the brake plate substantially in the middle of the operating shaft, and sliding the brake plate in the axial direction against the brake spring. A plunger that separates the brake plate from the brake plate, wherein the brake plate is opposed to a part of the plurality of brake plates, and a difference between the brake plates during braking of the brake device is provided. That position, the brake device of a plurality actuators, characterized in that each contact by the brake plates.
【請求項2】前記制動板およびブレーキ板の外周面を円
錐状に形成し、制動時に前記円錐状面相互が接触するよ
うにした請求項1記載の複数アクチュエータのブレーキ
装置。
2. The brake device according to claim 1, wherein the outer peripheral surfaces of the brake plate and the brake plate are formed in a conical shape, and the conical surfaces contact each other during braking.
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