JP3051868B2 - ロボットの手首機構 - Google Patents
ロボットの手首機構Info
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- JP3051868B2 JP3051868B2 JP4064180A JP6418092A JP3051868B2 JP 3051868 B2 JP3051868 B2 JP 3051868B2 JP 4064180 A JP4064180 A JP 4064180A JP 6418092 A JP6418092 A JP 6418092A JP 3051868 B2 JP3051868 B2 JP 3051868B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットに係り、
特に、塗装やシーリング、あるいは溶接作業等において
好適なロボットの手首機構に関する。
特に、塗装やシーリング、あるいは溶接作業等において
好適なロボットの手首機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０は、従来の手首機構を有する産業
用ロボットの一例を示すものである。このロボットは、
固定台５０と、固定台上に軸線Ａを中心として旋回自在
に設けられた旋回台５１と、旋回台５１上に軸線Ｂを中
心として揺動自在に立設された第一アーム５２と、第一
アーム５２上端に、軸線Ｃを中心として揺動自在に設け
られた第二アーム５３と、第二アーム５３の先端部に設
けられた手首５４より概略構成されている。
用ロボットの一例を示すものである。このロボットは、
固定台５０と、固定台上に軸線Ａを中心として旋回自在
に設けられた旋回台５１と、旋回台５１上に軸線Ｂを中
心として揺動自在に立設された第一アーム５２と、第一
アーム５２上端に、軸線Ｃを中心として揺動自在に設け
られた第二アーム５３と、第二アーム５３の先端部に設
けられた手首５４より概略構成されている。
【０００３】手首５４の構造を図１１に示す。第二アー
ム５３の先端部には、第一手首部材５５が軸線Ｂ，Ｃと
平行な第一の軸Ｄ回りに回転可能に支持され、この第一
手首部材５５の先端部下面には、第二手首部材５６が軸
線Ａと平行かつ第一の軸Ｄと直角な第二の軸Ｅ回りに回
転可能に軸支されている。そして、第二手首部材５６の
先端には、出力部５７が、第二の軸Ｅと直交し、かつ第
一の軸Ｄと同一平面上に位置する第三の軸Ｆ回りに回転
可能に軸支されている。
ム５３の先端部には、第一手首部材５５が軸線Ｂ，Ｃと
平行な第一の軸Ｄ回りに回転可能に支持され、この第一
手首部材５５の先端部下面には、第二手首部材５６が軸
線Ａと平行かつ第一の軸Ｄと直角な第二の軸Ｅ回りに回
転可能に軸支されている。そして、第二手首部材５６の
先端には、出力部５７が、第二の軸Ｅと直交し、かつ第
一の軸Ｄと同一平面上に位置する第三の軸Ｆ回りに回転
可能に軸支されている。
【０００４】また、第一手首部材５５内には、平歯車５
９，６０，６１が前記第一の軸Ｄ回りに配設され、これ
ら平歯車５９，６０，６１により、第一手首部材５５お
よび第二手首部材５６が連動可能となっている。その結
果、上記手首５４においては、図１１に示すように、第
一手首部材５５は、第一の軸Ｄおよび第三の軸Ｆを含む
平面に対して水平に保った場合、反重力方向（図１１中
上方）に突出するように第二アーム５３に支持される。
９，６０，６１が前記第一の軸Ｄ回りに配設され、これ
ら平歯車５９，６０，６１により、第一手首部材５５お
よび第二手首部材５６が連動可能となっている。その結
果、上記手首５４においては、図１１に示すように、第
一手首部材５５は、第一の軸Ｄおよび第三の軸Ｆを含む
平面に対して水平に保った場合、反重力方向（図１１中
上方）に突出するように第二アーム５３に支持される。
【０００５】一方、第二アーム５３の基端部にはモータ
５８が設置され、その駆動力は、第二アーム５３内に設
けた巻き掛け伝動部材および傘歯車（いずれも図示せ
ず）により第一手首部材５５、第二手首部材５６および
出力部５７へに伝達される。その結果、第一手首部材５
５、第二手首部材５６および出力部５７がそれぞれ軸
Ｄ，Ｅ，Ｆを中心に揺動もしくは回転する。
５８が設置され、その駆動力は、第二アーム５３内に設
けた巻き掛け伝動部材および傘歯車（いずれも図示せ
ず）により第一手首部材５５、第二手首部材５６および
出力部５７へに伝達される。その結果、第一手首部材５
５、第二手首部材５６および出力部５７がそれぞれ軸
Ｄ，Ｅ，Ｆを中心に揺動もしくは回転する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】一般に、上記のような
構成を有する手首５４の場合、第一手首部材５５は第一
アーム５３を固定部とし、第一アーム５３の軸を中心に
上下（図１１中矢印ａ）方向に揺動する。その際、第一
アーム５３と第一手首部材５５間における干渉を防ぐた
めに空間部Ｙが設けられている。一方、第二手首部材５
６は第一手首部材５５を固定部とし、図１２に示すよう
に第二の軸Ｅを中心に左右（図１２中矢印ｂ）方向に旋
回する。その際、第一手首部材５５と第二手首部材５６
間における干渉を防ぐために空間部Ｘが設けられてい
る。
構成を有する手首５４の場合、第一手首部材５５は第一
アーム５３を固定部とし、第一アーム５３の軸を中心に
上下（図１１中矢印ａ）方向に揺動する。その際、第一
アーム５３と第一手首部材５５間における干渉を防ぐた
めに空間部Ｙが設けられている。一方、第二手首部材５
６は第一手首部材５５を固定部とし、図１２に示すよう
に第二の軸Ｅを中心に左右（図１２中矢印ｂ）方向に旋
回する。その際、第一手首部材５５と第二手首部材５６
間における干渉を防ぐために空間部Ｘが設けられてい
る。
【０００７】すなわち、上記構成の手首５４においては
第一アーム５３、第一手首部材５５、および第二手首部
材５６間における相互の干渉は不可避であり、従って、
空間部Ｘ，Ｙをどれくらい大きくとるかにより手首５４
の動作角が決定される。例えば、空間部Ｙを大きく、空
間部Ｘを小さくとった手首５４を仮定すると、上下方向
の動作範囲は広く、左右方向の動作範囲は狭くなる。従
って、この手首５４を横長のワークに対して使用する
と、左右に作業不能な範囲が出現する場合がある。
第一アーム５３、第一手首部材５５、および第二手首部
材５６間における相互の干渉は不可避であり、従って、
空間部Ｘ，Ｙをどれくらい大きくとるかにより手首５４
の動作角が決定される。例えば、空間部Ｙを大きく、空
間部Ｘを小さくとった手首５４を仮定すると、上下方向
の動作範囲は広く、左右方向の動作範囲は狭くなる。従
って、この手首５４を横長のワークに対して使用する
と、左右に作業不能な範囲が出現する場合がある。
【０００８】更に、図１１で示すように第一手首部材５
５が第一の軸Ｄおよび第三の軸Ｆを含む平面に対して反
重力方向に突出する手首では、上下方向の動作範囲が上
下で異なる。すなわち、第二アーム５３と手首５４との
干渉が手首上側で相対的に大きくなるため、上方への動
作範囲よりも下方への動作範囲が広くなる。
５が第一の軸Ｄおよび第三の軸Ｆを含む平面に対して反
重力方向に突出する手首では、上下方向の動作範囲が上
下で異なる。すなわち、第二アーム５３と手首５４との
干渉が手首上側で相対的に大きくなるため、上方への動
作範囲よりも下方への動作範囲が広くなる。
【０００９】ここで、上記従来のロボットにおいては、
第二アーム５３に対する手首５４の第一の軸Ｄを中心と
した取付角度は予め一定とされ、その状況下で、ロボッ
トの作業性（例えば塗装ロボットでは、ワークの塗装可
能範囲や特異点の問題）を判断していた。その結果、第
一手首部材５５および第二手首部材５６間における相互
の干渉により、上下方向に沿った使用に有利な手首５４
や左右方向に沿った使用に有利な手首５４、更にはその
うちいずれか一方への使用にのみ有利な手首５４等が存
在していた。
第二アーム５３に対する手首５４の第一の軸Ｄを中心と
した取付角度は予め一定とされ、その状況下で、ロボッ
トの作業性（例えば塗装ロボットでは、ワークの塗装可
能範囲や特異点の問題）を判断していた。その結果、第
一手首部材５５および第二手首部材５６間における相互
の干渉により、上下方向に沿った使用に有利な手首５４
や左右方向に沿った使用に有利な手首５４、更にはその
うちいずれか一方への使用にのみ有利な手首５４等が存
在していた。
【００１０】そのため、ワークの形状等によっては、ワ
ークに応じてそれらの手首５４を交換する必要があっ
た。その結果、手首５４の交換に多大な時間を要するば
かりではなく、複数の手首５４を用意する必要があり、
作業効率の低下を招いていた。また、全方向に広い動作
範囲を持つ手首５４を新たに設計する方法もあるが、こ
のような手首５４は設計が難しく、しかも、手首５４が
大型化するという問題があった。
ークに応じてそれらの手首５４を交換する必要があっ
た。その結果、手首５４の交換に多大な時間を要するば
かりではなく、複数の手首５４を用意する必要があり、
作業効率の低下を招いていた。また、全方向に広い動作
範囲を持つ手首５４を新たに設計する方法もあるが、こ
のような手首５４は設計が難しく、しかも、手首５４が
大型化するという問題があった。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、駆動源により駆動される出力軸が
設けられたアームと、このアームの先端に支持され、前
記出力軸から供給される駆動力により揺動する手首とを
備え、かつこの手首が複数の自由度を持つとともに、前
記駆動源に最も近い自由度が、前記出力軸に対して直交
する軸を中心とする揺動であるロボットの手首機構であ
って、前記アームの先端に、前記出力軸を前記アームの
軸線を中心として同軸をなすように配置するとともに、
前記アームの先端面にフランジ部を形成し、このフラン
ジ部の、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に複
数個の取付穴を等間隔で設け、前記取付穴と螺合する取
付ボルトにより前記フランジ部に前記手首を取り付けた
ものである。
みてなされたもので、駆動源により駆動される出力軸が
設けられたアームと、このアームの先端に支持され、前
記出力軸から供給される駆動力により揺動する手首とを
備え、かつこの手首が複数の自由度を持つとともに、前
記駆動源に最も近い自由度が、前記出力軸に対して直交
する軸を中心とする揺動であるロボットの手首機構であ
って、前記アームの先端に、前記出力軸を前記アームの
軸線を中心として同軸をなすように配置するとともに、
前記アームの先端面にフランジ部を形成し、このフラン
ジ部の、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に複
数個の取付穴を等間隔で設け、前記取付穴と螺合する取
付ボルトにより前記フランジ部に前記手首を取り付けた
ものである。
【００１２】
【作用】本発明の手首機構においては、アームの先端面
に設けられたフランジ部に、手首を取り付ける複数個の
取付穴を、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に
等間隔で設けたため、前記手首を前記前記取付穴を介し
て前記フランジ部に取り付ける際に、前記アームの軸線
に対する前記手首の角度を、隣接する前記取付穴と前記
アームの軸線とがなす角に応じて変化させることができ
る。しかも、前記出力軸を、前記アームの先端にその軸
線を中心として同軸をなすように配置したため、前記出
力軸から供給される駆動力は、前記アームの軸線に対す
る前記手首の角度とは無関係に手首に供給可能である。
に設けられたフランジ部に、手首を取り付ける複数個の
取付穴を、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に
等間隔で設けたため、前記手首を前記前記取付穴を介し
て前記フランジ部に取り付ける際に、前記アームの軸線
に対する前記手首の角度を、隣接する前記取付穴と前記
アームの軸線とがなす角に応じて変化させることができ
る。しかも、前記出力軸を、前記アームの先端にその軸
線を中心として同軸をなすように配置したため、前記出
力軸から供給される駆動力は、前記アームの軸線に対す
る前記手首の角度とは無関係に手首に供給可能である。
【００１３】
【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例につい
て更に詳しく説明する。図１は、本発明の手首機構を有
するロボット１を示すものである。このロボット１は、
固定台２と、固定台２上に軸線Ａを中心として旋回自在
に設けられた旋回台３と、旋回台３上に軸線Ｂを中心と
して揺動自在に立設された第一アーム４と、第一アーム
４上端に、軸線Ｃを中心として揺動自在に設けられた第
二アーム５と、第二アーム５の先端部に設けられた手首
６より構成されている。
て更に詳しく説明する。図１は、本発明の手首機構を有
するロボット１を示すものである。このロボット１は、
固定台２と、固定台２上に軸線Ａを中心として旋回自在
に設けられた旋回台３と、旋回台３上に軸線Ｂを中心と
して揺動自在に立設された第一アーム４と、第一アーム
４上端に、軸線Ｃを中心として揺動自在に設けられた第
二アーム５と、第二アーム５の先端部に設けられた手首
６より構成されている。
【００１４】更に、この手首６は、軸線Ｇに対して直交
する軸線Ｈを中心に揺動する第一手首部材６ａと、第一
手首部材６ａの先端に装着され、軸線Ｈに対して直交す
る軸線Ｊを中心に揺動する第二手首部材６ｂから構成さ
れ、その結果、手首６には第二アーム５側より、軸線Ｈ
を中心とする揺動および軸線Ｊを中心とする揺動からな
る複数の自由度が付与されている。
する軸線Ｈを中心に揺動する第一手首部材６ａと、第一
手首部材６ａの先端に装着され、軸線Ｈに対して直交す
る軸線Ｊを中心に揺動する第二手首部材６ｂから構成さ
れ、その結果、手首６には第二アーム５側より、軸線Ｈ
を中心とする揺動および軸線Ｊを中心とする揺動からな
る複数の自由度が付与されている。
【００１５】旋回台３は、固定台２内に取り付けられた
モータにより駆動され、第一アーム４および第二アーム
５はそれぞれ旋回台３内に取り付けられたモータにより
駆動される。また、符号７は、第二アーム５を駆動する
モータと第二アーム５とを連結するリンク機構である。
モータにより駆動され、第一アーム４および第二アーム
５はそれぞれ旋回台３内に取り付けられたモータにより
駆動される。また、符号７は、第二アーム５を駆動する
モータと第二アーム５とを連結するリンク機構である。
【００１６】第二アーム５の後端部５ａには、図２に示
すように、ブラケット８，９，１０を介して手首機構駆
動用のモータ１１，１２，１３が固定されている。
すように、ブラケット８，９，１０を介して手首機構駆
動用のモータ１１，１２，１３が固定されている。
【００１７】モータ１１，１２にはそれぞれ減速機１
４，１５が取付けられ、減速機の出力軸１４ａ，１５ａ
にはそれぞれ平歯車１７，１８が取付けられている。ま
た、第二アーム５内には、円筒状をなし、軸線Ｇを中心
に回転自在な出力軸２１，２２，２３が軸線Ｇを中心と
して同軸をなすように設けられている。そして、出力軸
２１の後端に取り付けられた平歯車２４と平歯車１７、
出力軸２２の後端に取り付けられた平歯車２５と平歯車
１８とはそれぞれ連動可能に噛み合わされている。一
方、モータ１３の駆動軸（図示せず）はカップリング１
６を介して直接出力軸２３に取り付けられている。な
お、符号２０はこれら３個のモータ１１，１２，１３を
覆うケースである。
４，１５が取付けられ、減速機の出力軸１４ａ，１５ａ
にはそれぞれ平歯車１７，１８が取付けられている。ま
た、第二アーム５内には、円筒状をなし、軸線Ｇを中心
に回転自在な出力軸２１，２２，２３が軸線Ｇを中心と
して同軸をなすように設けられている。そして、出力軸
２１の後端に取り付けられた平歯車２４と平歯車１７、
出力軸２２の後端に取り付けられた平歯車２５と平歯車
１８とはそれぞれ連動可能に噛み合わされている。一
方、モータ１３の駆動軸（図示せず）はカップリング１
６を介して直接出力軸２３に取り付けられている。な
お、符号２０はこれら３個のモータ１１，１２，１３を
覆うケースである。
【００１８】図３は、第二アーム５の先端部を示すもの
である。符号５ｂは、第二アーム５の先端面に設けられ
たフランジ部で、このフランジ部５ｂは、図４に示すよ
うに正面視して正方形状をなし、その四隅には手首６を
支持する取付穴２７が、軸線Ｇを中心とする同一円周上
に４箇所等間隔で設けられている。従って、本実施例の
場合、隣接する取付穴２７と軸線Ｇとのなす角θ1は９
０°となっている。
である。符号５ｂは、第二アーム５の先端面に設けられ
たフランジ部で、このフランジ部５ｂは、図４に示すよ
うに正面視して正方形状をなし、その四隅には手首６を
支持する取付穴２７が、軸線Ｇを中心とする同一円周上
に４箇所等間隔で設けられている。従って、本実施例の
場合、隣接する取付穴２７と軸線Ｇとのなす角θ1は９
０°となっている。
【００１９】出力軸２１，２２，２３先端部にはそれぞ
れアダプタ２８，２９，３０が取り付けられてフランジ
部５ｂの先端面から突出し、アダプタ２８，２９，３０
の先端には、それぞれ傘歯車３１，３２，３３が軸線Ｇ
を中心として同軸をなすように固定されている。また、
アダプタ２８，２９，３０同士は、ベアリング３４，３
５，３６により互いに軸線Ｇを中心として回転可能に支
持されている。
れアダプタ２８，２９，３０が取り付けられてフランジ
部５ｂの先端面から突出し、アダプタ２８，２９，３０
の先端には、それぞれ傘歯車３１，３２，３３が軸線Ｇ
を中心として同軸をなすように固定されている。また、
アダプタ２８，２９，３０同士は、ベアリング３４，３
５，３６により互いに軸線Ｇを中心として回転可能に支
持されている。
【００２０】図５は、第一手首部材６ａの構造を示すも
のである。図５において、符号３７は手首ブラケット
で、手首ブラケット３７は、フランジ部５ｂの取付穴２
７に対応する取付穴３８に螺合された取付ボルト３９に
よりフランジ部５ｂの先端面に固定されている。本実施
例の場合、手首ブラケット３７は図６に示すように正面
視して正方形状をなし、その四隅にはフランジ部５ｂと
同様に取付穴３８が軸線Ｇを中心とする同一円周上に４
箇所設けられている。従って、隣接する取付穴３８と軸
線Ｇとのなす角θ2は９０°となる。
のである。図５において、符号３７は手首ブラケット
で、手首ブラケット３７は、フランジ部５ｂの取付穴２
７に対応する取付穴３８に螺合された取付ボルト３９に
よりフランジ部５ｂの先端面に固定されている。本実施
例の場合、手首ブラケット３７は図６に示すように正面
視して正方形状をなし、その四隅にはフランジ部５ｂと
同様に取付穴３８が軸線Ｇを中心とする同一円周上に４
箇所設けられている。従って、隣接する取付穴３８と軸
線Ｇとのなす角θ2は９０°となる。
【００２１】また、手首ブラケット３７の両側面にはブ
ラケット７０が取付けられている。ブラケット７０には
ベアリング４２を介して軸受４３が軸線Ｈを中心として
回転自在に支持され、軸受４３の一端には傘歯車４１が
取付られている。一方、軸線Ｈ上の傘歯車４２と対向す
る位置には傘歯車４５と軸４６がそれぞれベアリング４
７，４８により軸線Ｈを中心として回転自在に支持され
ている。更に、軸４６の一端側には傘歯車４９が取付け
られている。
ラケット７０が取付けられている。ブラケット７０には
ベアリング４２を介して軸受４３が軸線Ｈを中心として
回転自在に支持され、軸受４３の一端には傘歯車４１が
取付られている。一方、軸線Ｈ上の傘歯車４２と対向す
る位置には傘歯車４５と軸４６がそれぞれベアリング４
７，４８により軸線Ｈを中心として回転自在に支持され
ている。更に、軸４６の一端側には傘歯車４９が取付け
られている。
【００２２】ここで、傘歯車４１，４５，４９は各々傘
歯車３２，３１，３３と係合可能に噛み合わされてい
る。また、軸受４３の他端側には平歯車７１が取付けら
れているとともに、軸４６の他端側にはプーリ７２が取
付けられている。
歯車３２，３１，３３と係合可能に噛み合わされてい
る。また、軸受４３の他端側には平歯車７１が取付けら
れているとともに、軸４６の他端側にはプーリ７２が取
付けられている。
【００２３】一方、ブラケット７０の手首ブラケット３
７と離間した側には軸受７７が固定され、軸受７７の一
端側には傘歯車７９が軸線Ｈと平行な軸線Ｉを中心とし
て回転自在に支持されている。更に、軸受７７の他端側
には平歯車７４が取付けられ、ブラケット７０に軸支さ
れた平歯車７３を介して平歯車７１と噛み合っている。
また、軸線Ｉ上の傘歯車７９と対向する位置には軸８０
が軸受８１により軸線Ｉを中心として回転自在に支持さ
れ、更に、軸８０の一端側には傘歯車８２、他端側には
プーリ８３が取付けられている。そして、プーリ８３は
タイミングベルト７５によりプーリ７２と連結されてい
る。
７と離間した側には軸受７７が固定され、軸受７７の一
端側には傘歯車７９が軸線Ｈと平行な軸線Ｉを中心とし
て回転自在に支持されている。更に、軸受７７の他端側
には平歯車７４が取付けられ、ブラケット７０に軸支さ
れた平歯車７３を介して平歯車７１と噛み合っている。
また、軸線Ｉ上の傘歯車７９と対向する位置には軸８０
が軸受８１により軸線Ｉを中心として回転自在に支持さ
れ、更に、軸８０の一端側には傘歯車８２、他端側には
プーリ８３が取付けられている。そして、プーリ８３は
タイミングベルト７５によりプーリ７２と連結されてい
る。
【００２４】なお、符号８４は、ベアリング８５によ
り、ブラケット７０に立設された軸線Ｈ，Ｉと平行な軸
８６を中心として回転自在に設けられ、タイミングベル
ト７５のテンション調整を行うテンションプーリであ
る。また、ブラケット７０の側面はそれぞれカバー８７
ａ，８７ｂで覆われている。
り、ブラケット７０に立設された軸線Ｈ，Ｉと平行な軸
８６を中心として回転自在に設けられ、タイミングベル
ト７５のテンション調整を行うテンションプーリであ
る。また、ブラケット７０の側面はそれぞれカバー８７
ａ，８７ｂで覆われている。
【００２５】図７は、第二手首部材６ｂの構造を示すも
のである。符号８９は傘歯車７９，８２のカバーで、カ
バー８９には軸受部材８８を介してブラケット９０が軸
線Ｉと直交する軸線Ｊを中心として回転自在に支持さ
れ、ブラケット９０には、軸受部材８８を介して傘歯車
９１が固定されている。また、軸受部材８８には、軸９
２がベアリング９４により軸線Ｊを中心として回転自在
に支持され、軸９２の両端にはそれぞれ傘歯車９５，９
６が固定されている。更に、傘歯車９１，９５は各々傘
歯車７９，８２と係合可能に噛み合わされている。
のである。符号８９は傘歯車７９，８２のカバーで、カ
バー８９には軸受部材８８を介してブラケット９０が軸
線Ｉと直交する軸線Ｊを中心として回転自在に支持さ
れ、ブラケット９０には、軸受部材８８を介して傘歯車
９１が固定されている。また、軸受部材８８には、軸９
２がベアリング９４により軸線Ｊを中心として回転自在
に支持され、軸９２の両端にはそれぞれ傘歯車９５，９
６が固定されている。更に、傘歯車９１，９５は各々傘
歯車７９，８２と係合可能に噛み合わされている。
【００２６】一方、ブラケット９０の軸線Ｊと直交する
軸線Ｋ上には軸９７が軸受９８により回転自在に設けら
れている。軸９７の一端には傘歯車９６と噛み合う傘歯
車９９が取付けられており、軸９７の他端はブラケット
９０に設けられた減速機１００に連結されている。更
に、減速機１００の先端には出力部１０１が設けられて
いる。
軸線Ｋ上には軸９７が軸受９８により回転自在に設けら
れている。軸９７の一端には傘歯車９６と噛み合う傘歯
車９９が取付けられており、軸９７の他端はブラケット
９０に設けられた減速機１００に連結されている。更
に、減速機１００の先端には出力部１０１が設けられて
いる。
【００２７】次に、上記構成を有する手首機構の動作に
ついて以下に説明する。旋回台３はモータにより軸線Ａ
を中心として旋回し、また、第一アーム４はモータによ
り軸線Ｂを中心として揺動し、第二アーム５はモータに
よりリンク機構７を介して軸線Ｃを中心として揺動す
る。
ついて以下に説明する。旋回台３はモータにより軸線Ａ
を中心として旋回し、また、第一アーム４はモータによ
り軸線Ｂを中心として揺動し、第二アーム５はモータに
よりリンク機構７を介して軸線Ｃを中心として揺動す
る。
【００２８】一方、モータ１１の駆動力は減速機１４、
出力軸１４ａ、平歯車１７，２４、出力軸２１、アダプ
タ２８、傘歯車３１、傘歯車４５の順に伝達され、第一
手首部材６ａを軸線Ｈを中心として上下に揺動させる。
また、モータ１２の駆動力は減速器１５、出力軸１５
ａ、平歯車１８，２５、出力軸２２、アダプタ２９、傘
歯車３２，４１、軸４４、平歯車７１，７３，７４、軸
７８、傘歯車７９，９１の順に伝達され、第二手首部材
６ｂを軸線Ｊを中心として左右に揺動させる。更に、モ
ータ１３の駆動力は、カップリング１６、出力軸２３、
アダプタ３０、傘歯車３３，４９、軸４６、プーリ７
２、タイミングベルト７５、プーリ８３、軸８０、傘歯
車８２，９５、軸９２、傘歯車９６，９９、軸９７から
減速機１００の順に伝達され、出力部１０１を軸線Ｋを
中心として回転させる。
出力軸１４ａ、平歯車１７，２４、出力軸２１、アダプ
タ２８、傘歯車３１、傘歯車４５の順に伝達され、第一
手首部材６ａを軸線Ｈを中心として上下に揺動させる。
また、モータ１２の駆動力は減速器１５、出力軸１５
ａ、平歯車１８，２５、出力軸２２、アダプタ２９、傘
歯車３２，４１、軸４４、平歯車７１，７３，７４、軸
７８、傘歯車７９，９１の順に伝達され、第二手首部材
６ｂを軸線Ｊを中心として左右に揺動させる。更に、モ
ータ１３の駆動力は、カップリング１６、出力軸２３、
アダプタ３０、傘歯車３３，４９、軸４６、プーリ７
２、タイミングベルト７５、プーリ８３、軸８０、傘歯
車８２，９５、軸９２、傘歯車９６，９９、軸９７から
減速機１００の順に伝達され、出力部１０１を軸線Ｋを
中心として回転させる。
【００２９】ここで、手首６は手首ブラケット３７とフ
ランジ部５ｂの双方に設けられた取付穴２７，３８に取
付ボルト３９を螺合することによりフランジ部５ｂに固
定されているが、前記の通り本実施例の場合、隣接する
取付穴２７，３８と軸線Ｇとのなす角θ1，θ2が９０°
となっているので、軸線Ｇに対する手首６の角度を、図
１に示す状態から９０°または１８０°変えて手首６を
フランジ部５ｂに取り付けることができる。
ランジ部５ｂの双方に設けられた取付穴２７，３８に取
付ボルト３９を螺合することによりフランジ部５ｂに固
定されているが、前記の通り本実施例の場合、隣接する
取付穴２７，３８と軸線Ｇとのなす角θ1，θ2が９０°
となっているので、軸線Ｇに対する手首６の角度を、図
１に示す状態から９０°または１８０°変えて手首６を
フランジ部５ｂに取り付けることができる。
【００３０】従って、例えば図１の状態で上下軸の動作
範囲が広く、左右軸の動作範囲が狭い手首６を横長のワ
ークに使用する場合には、軸線Ｇに対する手首６の取付
角を９０°変え、図８に示すような向きに手首６を付け
変えることにより、同一の手首６を、左右に動作範囲の
広い手首６として使用できる。
範囲が広く、左右軸の動作範囲が狭い手首６を横長のワ
ークに使用する場合には、軸線Ｇに対する手首６の取付
角を９０°変え、図８に示すような向きに手首６を付け
変えることにより、同一の手首６を、左右に動作範囲の
広い手首６として使用できる。
【００３１】また、手首上下軸の動作角が上下で異なる
場合、例えば図１の状態で上側に広い動作範囲を持ち、
ワークの下方における作業に有利な手首を、ワークの上
方における作業に使用する際にも、図９に示すように手
首６を１８０゜ 回転させて取付けることにより、同一の
手首６を、下側に動作範囲の広い手首６として使用でき
る。しかも、傘歯車３１，３２，３３が、第二アーム５
の先端に軸線Ｇを中心として同軸をなすように配置され
ているため、傘歯車３１，３２，３３の回転は、軸線Ｇ
に対する手首６の取付角とは無関係に、傘歯車４１，４
５，４９へと供給される。
場合、例えば図１の状態で上側に広い動作範囲を持ち、
ワークの下方における作業に有利な手首を、ワークの上
方における作業に使用する際にも、図９に示すように手
首６を１８０゜ 回転させて取付けることにより、同一の
手首６を、下側に動作範囲の広い手首６として使用でき
る。しかも、傘歯車３１，３２，３３が、第二アーム５
の先端に軸線Ｇを中心として同軸をなすように配置され
ているため、傘歯車３１，３２，３３の回転は、軸線Ｇ
に対する手首６の取付角とは無関係に、傘歯車４１，４
５，４９へと供給される。
【００３２】なお、隣接する取付穴２７，３８と軸線Ｇ
とのなす角θ1，θ2は取付穴２７，３８の設置箇所を５
箇所にすれば７２°、６箇所にすれば６０°である。従
って、軸線Ｇに対する手首６の取付角は、前者では７２
°毎、後者では６０°毎に変更可能となる。
とのなす角θ1，θ2は取付穴２７，３８の設置箇所を５
箇所にすれば７２°、６箇所にすれば６０°である。従
って、軸線Ｇに対する手首６の取付角は、前者では７２
°毎、後者では６０°毎に変更可能となる。
【００３３】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の手首機構に
おいては、全方向に広い動作範囲を持つ手首を新たに設
計することなく、ワークの塗装その他の作業の際に要求
される方向に広い動作範囲を持つ手首が得られるので、 （１）手首を軽量・コンパクトに設計できる。 （２）前記ワークに対する手首の相性がなくなる。 （３）小型の手首でも、大きなワークに対して使用可能
となる。 という効果を奏する。
おいては、全方向に広い動作範囲を持つ手首を新たに設
計することなく、ワークの塗装その他の作業の際に要求
される方向に広い動作範囲を持つ手首が得られるので、 （１）手首を軽量・コンパクトに設計できる。 （２）前記ワークに対する手首の相性がなくなる。 （３）小型の手首でも、大きなワークに対して使用可能
となる。 という効果を奏する。
【図１】本発明の手首機構を搭載した産業用ロボットの
全体図である。
全体図である。
【図２】本発明における駆動部分の構造の例を示す図１
中ＩＩ−ＩＩ線に沿った一部断面図である。
中ＩＩ−ＩＩ線に沿った一部断面図である。
【図３】本発明における第二アームの先端部の構造の例
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図４】本発明における第二アームの先端部の構造の例
を示す図３中矢印ＩＶに沿った矢視図である。
を示す図３中矢印ＩＶに沿った矢視図である。
【図５】本発明における第一手首部材の構造の例を示す
図７中Ｖ−Ｖ線に沿った断面図である。
図７中Ｖ−Ｖ線に沿った断面図である。
【図６】本発明における手首ブラケットの構造の例を示
す図７中矢印ＶＩに沿った矢視図である。
す図７中矢印ＶＩに沿った矢視図である。
【図７】本発明における第二手首部材の構造の例を示す
断面図である。
断面図である。
【図８】本発明における手首取付角の変更例を示す図で
ある。
ある。
【図９】本発明における手首取付角の変更例を示す図で
ある。
ある。
【図１０】従来の産業用ロボットの例を示す図である。
【図１１】従来の産業用ロボットにおける手首の構造の
例を示す手首の一部断面図である。
例を示す手首の一部断面図である。
【図１２】産業用ロボットにおける手首の動作範囲を示
す図である。
す図である。
１ ロボット ２，５０ 固定台 ３，５１ 旋回台 ４，５２ 第一アーム ５，５３ 第二アーム ５ａ 第二アームの後端部 ５ｂ フランジ部 ６，５４ 手首 ６ａ，５５ 第一手首部材 ６ｂ，５６ 第二手首部材 ７ リンク機構 ８，９，１０，７０，９０ ブラケット 11,12,13,58 モータ １４，１５，１６ 減速機 １６ カップリング １７，１８，２４，２５，５９，６０，６１，７１，７
３，７４ 平歯車 １４ａ，１５ａ，２１，２２，２３ 出力軸 ２０ ケース ２７，３８ 取付穴 ２８，２９，３０ アダプタ ３１，３２，３３，４１，４５，４９，７９，８１，８
２，９１，９５，９６，９９ 傘歯車 ３４，３５，３６，４２，４７，４８，８５，９４ ベ
アリング ３７ 手首ブラケット ３９ 取付ボルト ４３，７７，８１，９８ 軸受 ４６，８０，８６，９２，９７ 軸 ５７，１０１ 出力部 ７２，８３ プーリ ７５ タイミングベルト ８４ テンションプーリ ８７ａ，８７ｂ，８９ カバー ８８ 軸受部材 １００ 減速機 Ｘ，Ｙ 空間部 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ 軸線 Ｄ 第一の軸 Ｅ 第二の軸 Ｆ 第三の軸 θ1 フランジ部において隣接する取付穴と軸線Ｇとの
なす角 θ2 手首ブラケットにおいて隣接する取付穴と軸線Ｇ
とのなす角
３，７４ 平歯車 １４ａ，１５ａ，２１，２２，２３ 出力軸 ２０ ケース ２７，３８ 取付穴 ２８，２９，３０ アダプタ ３１，３２，３３，４１，４５，４９，７９，８１，８
２，９１，９５，９６，９９ 傘歯車 ３４，３５，３６，４２，４７，４８，８５，９４ ベ
アリング ３７ 手首ブラケット ３９ 取付ボルト ４３，７７，８１，９８ 軸受 ４６，８０，８６，９２，９７ 軸 ５７，１０１ 出力部 ７２，８３ プーリ ７５ タイミングベルト ８４ テンションプーリ ８７ａ，８７ｂ，８９ カバー ８８ 軸受部材 １００ 減速機 Ｘ，Ｙ 空間部 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ 軸線 Ｄ 第一の軸 Ｅ 第二の軸 Ｆ 第三の軸 θ1 フランジ部において隣接する取付穴と軸線Ｇとの
なす角 θ2 手首ブラケットにおいて隣接する取付穴と軸線Ｇ
とのなす角
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B25J 17/02 B25J 15/04
Claims (2)
- 【請求項１】 駆動源により駆動される出力軸が設けら
れたアームと、このアームの先端に取り付けられ、前記
出力軸から供給される駆動力により揺動する手首とを備
えたロボットの手首機構において、 前記アームの先端に、前記出力軸を前記アームの軸線を
中心として同軸をなすように配置するとともに、前記ア
ームの先端面にフランジ部を形成し、このフランジ部
の、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に等間隔
で複数個の取付穴を設け、前記取付穴と螺合する取付ボ
ルトにより前記フランジ部に前記手首を取り付けたこと
を特徴とするロボットの手首機構。 - 【請求項２】 前記手首が複数の自由度を持つととも
に、前記駆動源に最も近い自由度が、前記出力軸に対し
て直交する軸を中心とする揺動であることを特徴とする
請求項１記載のロボットの手首機構。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4064180A JP3051868B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | ロボットの手首機構 |
| US07/951,154 US5305653A (en) | 1991-09-30 | 1992-09-25 | Robot wrist mechanism |
| DE4232892A DE4232892A1 (de) | 1991-09-30 | 1992-09-30 | Handgelenkvorrichtung fuer einen roboter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4064180A JP3051868B2 (ja) | 1992-03-19 | 1992-03-19 | ロボットの手首機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05261689A JPH05261689A (ja) | 1993-10-12 |
| JP3051868B2 true JP3051868B2 (ja) | 2000-06-12 |
Family
ID=13250608
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4064180A Expired - Fee Related JP3051868B2 (ja) | 1991-09-30 | 1992-03-19 | ロボットの手首機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3051868B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015001602A1 (ja) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | 株式会社安川電機 | ロボット、ロボットのアーム構造および駆動装置 |
| US20230182326A1 (en) * | 2020-05-12 | 2023-06-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Wrist device and robot |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3656665B2 (ja) * | 1995-09-18 | 2005-06-08 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボットのアーム駆動部冷却装置 |
| US11059189B2 (en) | 2016-07-05 | 2021-07-13 | Sony Interactive Entertainment Inc. | Arm driving apparatus |
| JP7090615B2 (ja) * | 2016-08-30 | 2022-06-24 | ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ | ロボットデバイス |
-
1992
- 1992-03-19 JP JP4064180A patent/JP3051868B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2015001602A1 (ja) * | 2013-07-01 | 2015-01-08 | 株式会社安川電機 | ロボット、ロボットのアーム構造および駆動装置 |
| US20230182326A1 (en) * | 2020-05-12 | 2023-06-15 | Kawasaki Jukogyo Kabushiki Kaisha | Wrist device and robot |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05261689A (ja) | 1993-10-12 |
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