JP3032583B2 - 産業用ロボットのアーム駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、産業用ロボットのア
ーム駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】産業用ロボットには、従来、特開昭５２
‐１２１２６２号公報で示すよう構成されたものがあ
る。

【０００３】これによれば、基台に対し第１水平軸心回
り回動自在に第１アームが枢支され、上記第１水平軸心
の軸方向における上記第１アームの側方にこの第１アー
ムを回動させる電動機と、第２アームとが設けられてい
る。上記第１アームの回動端 に上記第１水平軸心と平行
な第２水平軸心回りに回動自在に上記第２アームが枢支
されると共に、この第２アームの回動端に作業用部材が
取り付けられている。また、上記第１水平軸心上で上記
基台側に第１プーリーが固着され、上記第２水平軸心上
で上記第２アームに第２プーリーが固着され、上記第
１、第２プーリーに伝動用無端体が巻き掛けられてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする問題点】ところで、上記従来
の技術によれば、次の問題点がある。

【０００５】第１に、上記第１水平軸心の軸方向で、上
記第１アームを基準として、上記電動機と同じ側方に第
２アームが配設されている。

【０００６】このため、上記第２アームが回動すると
き、この第２アームは上記電動機と接触するおそれがあ
り、このため、この第２アームの回動範囲は、上記電動
機との接触を避ける分、狭められることとなり、もっ
て、上記ロボットによる作業の自由度が狭められるとい
う不都合がある。

【０００７】第２に、上記第１アームの回動端に対する
第２アームの枢支強度は、より大きくさせることが好ま
しいが、上記枢支強度を向上させようとすると、その枢
支部分の重量が大きくなって、上記第１アームに与えら
れる負荷が過大になり、もって、第１アームに過大な応
力が生じるおそれがあって、強度上好ましくない。

【０００８】

【発明の目的】この発明は、上記のような事情に注目し
てなされたもので、ロボットによる作業の自由度を向上
させるようにし、かつ、第１アームの回動端に対する第
２アームの枢支強度を向上させるようにすると共に、こ
のようにした場合でも、上記第１アームに生じる応力が
過大とならないようにすることを目的とする。

【０００９】

【発明の構成】上記目的を達成するためのこの発明の特
徴とするところは、基台２に対し第１水平軸心５回り回
動自在に第１アーム８を枢支させ、上記第１水平軸心５
の軸方向における上記第１アーム８の側方にこの第１ア
ーム８を回動させる電動機２０と、第２アーム１５とを
設け、上記第１アーム８の回動端に上記第１水平軸心５
と平行な第２水平軸心１１回りに回動自在に上記第２ア
ーム１５を枢支させると共に、この第２アーム１５の回
動端に作業用部材１６を取り付け、上記第１水平軸心５
上で上記基台２側に第１プーリー２７を固着し、上記第
２水平軸心１１上で上記第２アーム１５に第２プーリー
２８を固着し、上記第１、第２プーリー２７，２８に伝
動用無端体２９を巻き掛けた産業用ロボットのアーム駆
動装置において、

【００１０】１）上記第１水平軸心５の軸方向で、上記
第１アーム８を基準として、上記電動機２０と第２アー
ム１５とを左右に振り分けて配設し、

【００１１】２）上記第２水平軸心１１の軸方向で一端
部が上記第２アーム１５に固着され他端部が上記第２ア
ーム１５から上記第１アーム８に向って突出するボス部
１３を設け、このボス部１３を介して上記第２アーム１
５を上記第１アーム８に枢支させた点にある。

【００１２】

【作 用】上記構成による作用は次の如くである。

【００１３】基台２に対し第１水平軸心５回り回動自在
に第１アーム８を枢支させ、上記第１水平軸心５の軸方
向における上記第１アーム８の側方にこの第１アーム８
を回動させる電動機２０と、第２アーム１５とを設け、
上記第１アーム８の回動端に上記第１水平軸心５と平行
な第２水平軸心１１回りに回動自在に上記第２アーム１
５を枢支させ、上記第１水平軸心５の軸方向で、上記第
１アーム８を基準として、上記電動機２０と第２アーム
１５とを左右に振り分けて配設してある。

【００１４】このため、上記第２アーム１５が回動する
とき、この第２アーム１５が電動機２０と接触すること
は回避される。

【００１５】よって、上記第２アーム１５の回動範囲が
上記電動機２０により狭められるということが防止され
る。

【００１６】上記第２水平軸心１１の軸方向で一端部が
上記第２アーム１５に固着され他端部が上記第２アーム
１５から上記第１アーム８に向って突出するボス部１３
を設け、このボス部１３を介して上記第２アーム１５を
上記第１アーム８に枢支させてある。

【００１７】このため、上記第２アーム１５にボス部１
３を設けた分、上記第１アーム８に対する第２アーム１
５の枢支強度が向上することとなる。

【００１８】ここで、上記ボス部１３は、上記第２アー
ム１５から第１アーム８に向って突出させられていて、
上記ボス部１３は第１アーム８に対しより接近させるこ
とができる。

【００１９】このため、上記したように、枢支強度の向
上のためにボス部１３を設けると、このボス部１３の重
量分、上記第１アーム８の回動端に対する負荷は大きく
なるが、上記したようにボス部１３を第１アーム８に接
近させることができる分、第１アーム８の回動端に対す
る第２水平軸心１１の軸方向での偏心荷重を小さく抑え
ることができる。

【００２０】よって、上記ボス部１３に基づき第１アー
ム８に与えられる曲げモーメントは小さく抑えられるこ
とから、上記したように、第１アーム８に対する第２ア
ーム１５の枢支強度を向上させるようにした場合でも、
第１アーム８に生じる応力が過大になることは防止され
る。

【００２１】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面により説明す
る。

【００２２】図１と図２において、符号１は産業用ロボ
ットであり、説明の便宜上、図１中矢印Ｆｒで示す方向
を前方として以下説明する。

【００２３】このロボット１は基台２を有し、この基台
２は昇降装置（図示せず）により昇降自在とされ、か
つ、水平方向にも移動可能とされている。この基台２に
は円筒状のボス部３が軸受４により第１水平軸心５回り
に回転自在に支承されている。

【００２４】上記ボス部３の左端（図１中矢印Ｆｒに向
っての方向をいい、以下同じとする）には、ボルト７に
より第１アーム８の下端がねじ止めされ、つまり、この
第１アーム８は上記基台２に対し上記第１水平軸心５回
りに回動自在に枢支されている。

【００２５】上記第１アーム８の回動端にはボルト９に
より枢支軸１０がねじ止めされ、この枢支軸１０は上記
第１水平軸心５と平行な第２水平軸心１１上に延びてい
る。上記枢支軸１０には円筒状のボス部１３が上記第２
水平軸心１１回りに回転自在に外嵌されて支承されてい
る。このボス部１３における上記第２水平軸心１１の軸
方向での一端部である左端に、ボルト１４により第２ア
ーム１５の上端がねじ止めされ、上記ボス部１３の他端
部である右端は上記第２アーム１５から上記第１アーム
８に向って突出させられている。つまり、上記第２アー
ム１５は上記枢支軸１０とボス部１３とを介し上記第１
アーム８の回動端に対し第２水平軸心１１回りに回動自
在に枢支され、この場合、上記第２水平軸心１１の軸方
向で、上記第１アーム８とボス部１３とは互いに接近さ
せられている。

【００２６】上記第２アーム１５の回動端にはハンド等
を支持する作業用軸である作業用部材１６が軸受１７に
より支承され、この作業用部材１６は前記第１水平軸心
５や第２水平軸心１１と平行な第３水平軸心１８上に延
びている。

【００２７】前記基台２には電動機２０が取り付けら
れ、この電動機２０の出力軸２１に前記ボス部３が固着
されている。そして、これにより、前記第１アーム８は
電動機２０によって所望の角度にまで回動させられるよ
うになっている。この場合、上記第１水平軸心５の軸方
向で、上記第１アーム８を基準として、上記電動機２０
と第２アーム１５とは左右に振り分けられて配設されて
いる。

【００２８】同上基台２にはＬ字状のブラケット板２２
がねじ止めされている。このねじ孔２３の突出端には４
つのねじ孔２３が形成され、これら各ねじ孔２３に挿通
されたボルト２４により、上記ブラケット板２２に固定
軸２５の左端がねじ止めされている。この固定軸２５は
前記第１水平軸心５上を右方に向って延び、その延出端
はボス部３の左端に相対回転自在に支承されている。

【００２９】そして、上記第１水平軸心５上で上記固定
軸２５に第１プーリー２７がキー結合されており、つま
り、この第１プーリー２７はブラケット板２２や固定軸
２５を介して基台２側に固着されている。一方、前記第
２水平軸心１１上で前記ボス部１３には第２プーリー２
８がキー結合されており、つまり、この第２プーリー２
８は上記ボス部１３を介して前記第２アーム１５に固着
されている。上記第１プーリー２７と第２プーリー２８
の外周面には多数の歯が形成されており、これらに噛み
合うように主タイミングベルトである伝動用無端体２９
が巻き掛けられている。この場合、上記第１プーリー２
７と第２プーリー２８のピッチ径の比は２：１となって
いる。また、これら第１プーリー２７、第２プーリー２
８、および無端体２９は第１アーム８によって覆われて
いる。

【００３０】上記枢支軸１０には第３プーリー３１がキ
ー結合され、一方、前記作業用部材１６には第４プーリ
ー３２がキー結合されている。これら第３プーリー３１
と第４プーリー３２の外周面には多数の歯が形成されて
おり、これらに噛み合うように副タイミングベルトであ
る伝動用無端体３３が巻き掛けられている。この場合、
上記第３プーリー３１と第４プーリー３２のピッチ径の
比は１：２となっている。また、これら第３プーリー３
１、第４プーリー３２、および無端体３３は第２アーム
１５によって覆われている。

【００３１】上記第１水平軸心５から第２水平軸心１１
に至る長さ（以下、第１アーム８の長さという）と、同
上第２水平軸心１１から第３水平軸心１８に至る長さ
（以下、第２アーム１５の長さという）とは互いに同寸
法とされている。また、上記第２アーム１５が第２水平
軸心１１回りに回動するとき、この第２アーム１５が第
１アーム８に接触しないようこれら両アーム８，１５は
左右に偏位して設けられている。

【００３２】その他、符号３５と３６はテンションロー
ラである。

【００３３】次に、図１により、上記実施例による作用
を説明する。

【００３４】ロボット１を作動させる初期には、第１水
平軸心５と第３水平軸心１８とが同軸上とされて、第１
アーム８と第２アーム１５とは共に垂直姿勢とされてい
る。

【００３５】この状態から、電動機２０の作動により、
例えば図中矢印Ａで示す前方に向って角度αだけ第１ア
ーム８を第１水平軸心５回りに回動させると、第１プー
リー２７は基台２に対しては不動であるが、この第１プ
ーリー２７は上記第１アーム８に対しては相対的に同上
角度αだけ回動することとなる。このため、この第１プ
ーリー２７の回動に伴って、無端体２９を介し第２プー
リー２８が同上第１アーム８に対して相対的に第２水平
軸心１１回りに回動する。

【００３６】ここで、前記したように無端体２９を巻き
掛けた第１プーリー２７と第２プーリー２８とはピッチ
径比が２：１であるため、同上第２プーリー２８は同上
第１アーム８に対し上記角度αの２倍分回動する。この
際、第２プーリー２８は第２アーム１５に固着されてい
るため、上記第２プーリー２８の回動に伴って上記第２
アーム１５も回動し、この第２アーム１５の下部が前方
に向って回動する。

【００３７】即ち、第１アーム８が第１水平軸心５回り
に角度αだけ前方に回動するときには、第２アーム１５
は第２水平軸心１１回りで第１アーム８に対し上記角度
αの２倍分前方に向って回動する。ここで、前記したよ
うに第１アーム８と第２アーム１５の各長さは等しいた
め、上記回動状態において、側面視で上記第１水平軸心
５、第２水平軸心１１、および第３水平軸心１８を結ぶ
線は底辺が水平な二等辺三角形となる。そして、これは
上記第３水平軸心１８上で前記第２アーム１５に取り付
けた作業用部材１６の移動軌跡３７が水平方向前方に向
うことを示している。

【００３８】一方、電動機２０の作動により、上記とは
逆に図中矢印Ｂで示すように第１アーム８を第１水平軸
心５回りに角度βだけ後方に回動させると、前記と同じ
作用によって、第２アーム１５は第２水平軸心１１回り
で第１アーム８に対し上記角度βの２倍分後方に向って
回動する。そして、このときの作業用部材１６の軌跡は
前記移動軌跡３７の後方への延長線上に位置することと
なる。

【００３９】また、上記の場合、前記したように第２ア
ーム１５の前後回動は第１アーム８に接触することなく
できるようになっているため、第１アーム８よりも前方
に回動している第２アーム１５を同上第１アーム８より
も後方に回動させるとき、一旦、基台２を垂直軸心回り
に１８０°回動させてその姿勢を前後逆にするという作
動は不要である。

【００４０】また、前記したように第１アーム８を前方
に角度αだけ回動させたとき、前記第３プーリー３１は
この第１アーム８に対し固着されて不動であるため、こ
の第３プーリー３１は第２アーム１５に対しては上記角
度αの２倍分回動することとなる。そして、この際、こ
の第３プーリー３１により無端体３３を介し第４プーリ
ー３２が第３水平軸心１８回りに回動することになる
が、前記したようにこれら第３プーリー３１と第４プー
リー３２のピッチ径の比は１：２であるため、上記第４
プーリー３２は第２アーム１５に対し角度αだけ回動し
て元の姿勢を保つこととなる。よって、第１アーム８が
どのように回動しても第４プーリー３２の姿勢は不変と
され、これによりこの第４プーリー３２に固着された作
業用部材１６の姿勢も不変とされる。このため、作業用
部材１６の制御が容易にできる。

【００４１】図３において、前記ねじ孔２３は第１水平
軸心５回りに延びる長孔となっている。そして、ボルト
２４を緩めれば、上記第１水平軸心５回りに固定軸２５
を回動させることができるようになっており、これによ
り、ブラケット板２２に対する固定軸２５の取り付け角
度を微調整できるようになっている。

【００４２】ところで、前記したように作業用部材１６
の移動軌跡３７を水平にするためには、第１アーム８を
垂直にしたとき、第２アーム１５も垂直させる必要があ
る。これを得るためには、第１アーム８を垂直にした状
態で、上記ボルト２４を緩めることにより固定軸２５と
共に第１プーリー２７を回転させて第２アーム１５を垂
直にさせ、この状態でボルト２４をねじ付けて固定軸２
５をブラケット板２２に固定させればよく、これによ
り、上記したように第１アーム８と第２アーム１５とを
共に垂直にさせることができ、作業用部材１６の移動軌
跡３７を水平にさせることができる。

【００４３】なお、以上は図示の例によるが、各プーリ
ーのピッチ径の比は上記実施例に限定されることはな
い。また、第１アーム８と第２アーム１５の長さは互い
に相違していてもよい。

【００４４】

【発明の効果】この発明によれば、基台に対し第１水平
軸心回り回動自在に第１アームを枢支させ、上記第１水
平軸心の軸方向における上記第１アームの側方にこの第
１アームを回動させる電動機と、第２アームとを設け、
上記第１アームの回動端に上記第１水平軸心と平行な第
２水平軸心回りに回動自在に上記第２アームを枢支させ
ると共に、この第２アームの回動端に作業用部材を取り
付け、上記第１水平軸心上で上記基台側に第１プーリー
を固着し、上記第２水平軸心上で上記第２アーム に第２
プーリーを固着し、上記第１、第２プーリーに伝動用無
端体を巻き掛けた産業用ロボットのアーム駆動装置にお
いて、

【００４５】１）上記第１水平軸心の軸方向で、上記第
１アームを基準として、上記電動機と第２アームとを左
右に振り分けて配設してある。

【００４６】このため、上記第２アームが回動すると
き、この第２アームが電動機と接触することは回避され
る。

【００４７】よって、上記第２アームの回動範囲が上記
電動機により狭められるということが防止され、その
分、ロボットによる作業の自由度が向上する。

【００４８】２）上記第２水平軸心の軸方向で一端部が
上記第２アームに固着され他端部が上記第２アームから
上記第１アームに向って突出するボス部を設け、このボ
ス部を介して上記第２アームを上記第１アームに枢支さ
せてある。

【００４９】このため、上記第２アームにボス部を設け
た分、上記第１アームに対する第２アームの枢支強度が
向上することとなる。

【００５０】ここで、上記ボス部は、上記第２アームか
ら第１アームに向って突出させられていて、上記ボス部
は第１アームに対しより接近させることができる。

【００５１】このため、上記したように、枢支強度の向
上のためにボス部を設けると、このボス部の重量分、上
記第１アームの回動端に対する負荷は大きくなるが、上
記したようにボス部を第１アームに接近させることがで
きる分、第１アームの回動端に対する第２水平軸心の軸
方向での偏心荷重を小さく抑えることができる。

【００５２】よって、上記ボス部に基づき第１アームに
与えられる曲げモーメントは小さく抑えられることか
ら、上記したように、第１アームに対する第２アームの
枢支強 度を向上させるようにした場合でも、第１アーム
に生じる応力が過大になることは防止され、これは、第
１アームの強度上好ましい。

【図面の簡単な説明】

【図１】主に作用を説明する簡略線側面図である。

【図２】図１のものを後方からみた縦断面図である。

【図３】ブラケット板と固定軸の固定状態を示す展開斜
視図である。

【符号の説明】

１ ロボット ２ 基台 ５ 第１水平軸心 ８ 第１アーム １１ 第２水平軸心１３ ボス部 １５ 第２アーム １６ 作業用部材 ２０ 電動機 ２７ 第１プーリー ２８ 第２プーリー ２９ 無端体 ３７ 移動軌跡

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基台に対し第１水平軸心回り回動自在に
   第１アームを枢支させ、上記第１水平軸心の軸方向にお
   ける上記第１アームの側方にこの第１アームを回動させ
   る電動機と、第２アームとを設け、上記第１アームの回
   動端に上記第１水平軸心と平行な第２水平軸心回りに回
   動自在に上記第２アームを枢支させると共に、この第２
   アームの回動端に作業用部材を取り付け、上記第１水平
   軸心上で上記基台側に第１プーリーを固着し、上記第２
   水平軸心上で上記第２アームに第２プーリーを固着し、
   上記第１、第２プーリーに伝動用無端体を巻き掛けた産
   業用ロボットのアーム駆動装置において、 １）上記第１水平軸心の軸方向で、上記第１アームを基
   準として、上記電動機と第２アームとを左右に振り分け
   て配設し、 ２）上記第２水平軸心の軸方向で一端部が上記第２アー
   ムに固着され他端部が上記第２アームから上記第１アー
   ムに向って突出するボス部を設け、このボス部を介して
   上記第２アームを上記第１アームに枢支させた 産業用ロ
   ボットのアーム駆動装置。