JP4165019B2 - Robot joint device and assembly method thereof - Google Patents

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JP4165019B2
JP4165019B2 JP2001040065A JP2001040065A JP4165019B2 JP 4165019 B2 JP4165019 B2 JP 4165019B2 JP 2001040065 A JP2001040065 A JP 2001040065A JP 2001040065 A JP2001040065 A JP 2001040065A JP 4165019 B2 JP4165019 B2 JP 4165019B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、第1アームに第2アームを回動可能に連結したロボットの関節装置及びその組立方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図8は、従来における多関節ロボットのアームを連結する関節装置の構造の一例を示している。この図8において、第1アーム1の筐体をなすフレーム2内にはサーボモータ3が内蔵されており、サーボモータ3の回動に応じて減速機4を介して連結体5が回動するようになっている。この連結体5はシャフト部5aと環状フランジ部5bとを一体化してなり、シャフト部5aは減速機4の出力部と固定され、環状フランジ部5bはクロスローラ軸受6によりフレーム2の先端開口部に回動可能に支持されている。この場合、第1アーム1のフレーム2における先端開口部には軸受押え用フランジ7が複数のボルト8で固定されており、これにより軸受6がフレーム2の先端開口部に位置決め状態で装着されている。
【0003】
連結体5の環状フランジ部5bには第2アーム9の筐体をなすフレーム10がボルト11で固定されている。従って、サーボモータ3の回動に応じて連結体ひいては第2アーム9が回動する。この連結体5の環状フランジ部5bの中央には円筒状のケーブル支持体12が装着されており、このケーブル支持体12をケーブルが通過した状態で第2アーム9が第1アーム1に対して回動可能とするために、連結体5はシャフト部5aが環状フランジ部5bを片持ち支持した湾曲形状に形成されている。
【0004】
ところで、上記構成のロボットの関節装置を組立てるには、第1アーム1のフレーム2の先端開口部から連結体5をフレーム2内に進入させてから、そのシャフト部5aをフレーム2と一体形成された円筒支持部13内に装着された軸受14に挿入して支持させる。
【0005】
続いて、連結体5の環状フランジ部5bとフレーム2の先端開口部との間にクロスローラ軸受6を挟持した状態で軸受押え用フランジ7をフレーム2の先端開口部にボルト8で固定する。これにより、軸受6をフレーム2の先端開口部に位置決め状態で装着することができるので、フレーム2に連結体5を回動可能に支持することができる。
【0006】
続いて、第2アーム9のフレーム10を連結体5の環状フランジ部5bに環状フランジ5b側からボルト11で固定する。ここで、第1アーム1のフレーム2の側面には図9に示すように窓部15が形成されており、組立作業者は、窓部15から手をフレーム2内に進入させた状態で環状フランジ部5bに形成されたボルト孔にボルト11を挿入してから、六角レンチでボルト11を回すことにより連結体5に第2アーム9のフレーム10を固定する。
【0007】
以上のようにして連結体5と第2アーム9との連結が終了したときは、減速機4の出力部と連結体5のシャフト部5aとをボルト16で固定してから、サーボモータ3のシャフトに固定された減速機4の入力部を出力部に噛合わせた状態でサーボモータ3を円筒支持部13に固定する。
【0008】
そして、ケーブルなどを配線してから、第1アーム1のフレーム2にカバー17を装着することにより第1アーム1と第2アーム9とを連結する関節装置を組立てることができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような構成のものでは、第1アーム1の連結体5の環状フランジ部5bに第2アーム9のフレーム10をボルト11で固定するには、第1アーム1のフレーム2に形成された狭い窓部15から手を進入してボルト11を六角レンチで回さなければならず、極めて面倒であると共に、1回の作業でボルト11を回すことができる角度が小さくて作業能率が悪い。さらに、第1アーム1のフレーム2に窓部15を形成すると共に、窓部15を塞ぐカバーを製作することが必要であり、コストが高いと共に見映えが悪い。
【0010】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、第1アームと第2アームとを連結する作業能率を高めると共に、コストを低減し且つアームの見映えを良好とすることができるロボットの関節装置及びその組立方法を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
発明によれば、第1アームに軸受押え用部材をボルトで固定するために形成されたボルト穴は、第2アームを第1アームに対して所定角度回動した状態で、第1アームに形成された複数のボルト穴を第2アームとの対向状態から脱出させて視認可能に出現するので、第2アームに回動体を予め連結した状態で当該回動体を軸受により第1アームに支持することができる。従って、第1アーム内において回動体を第2アームにボルトで連結する作業を廃止することができ、作業効率を高めることができると共に、第1アーム内でボルト締め作業するための窓部を形成する必要がなくなり、コストを低減し且つ見映えを良好とすることができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を多関節型ロボットに適用した一実施の形態を図1乃至図7を参照して説明する。図2はロボットの外観構成を示している。この図2において、ロボット本体21は、組立て用の6軸の小型垂直多関節ロボットとして構成されている。即ち、ベース22上には、ショルダー23が垂直方向の軸J1を中心として水平方向に回動可能に連結されている。ショルダー23には、下アーム24の基端部が軸J2を中心として垂直方向に回動可能に連結されている。下アーム24の先端部には、上アーム(第1アームに相当)25が軸J3を中心として垂直方向に回動可能に連結されている。上アーム25の先端部には、リスト(第2アームに相当)26の基端部が軸J4を中心として回動可能に連結されている。リスト26の先端部には、ハンド取付体27がJ5を中心として回動可能に連結されている。このハンド取付体27には、円板状のフランジ28がJ6を中心として回動可能に連結されている。このフランジ28には、図4に示すようにボルト穴28aが形成されており、図示しないハンドや各種ツールが着脱可能に取付け可能となっている。
【0014】
上記ショルダー23、下アーム24、上アーム25、リスト26、ハンド取付体27、フランジ28は関節装置により互いに連結されていると共に、各関節装置に対応してサーボモータ及び減速機が設けられており、サーボモータの駆動に応じて各関節装置が駆動することにより上記各軸J1〜J6を中心としてショルダー23、下アーム24、上アーム25、リスト26、ハンド取付体27、フランジ28が回動するようになっている。この場合、ロボット本体21には図示しないロボットコントローラが接続されており、ロボットコントローラで制御されることにより各種の動作が実行されるようになっている。
【0015】
図3は上記上アーム25とリスト26とを連結する関節装置の構造を示す破断面図である。この図3において、上アーム25はフレーム29を筐体としてなり、このフレーム29内に一体形成された円筒支持部30に固定されたサーボモータ(駆動源に相当)31の回転が減速機32で減速された状態で出力されることによりリスト26が図2に示した軸J4を中心として回動するようになっている。この減速機32としては、ハーモニックドライブ(商品名)が用いられている。
【0016】
図5は減速機32を分解して示す斜視図である。この図5において、減速機32は、ウェーブ・ジェネレータ33、フレクスプライン34、サーキュラ・スプライン35から構成されている。ウェーブ・ジェネレータ33は、入力軸に取付けられた楕円状カム36の外周に弾性変形可能に構成されたボールベアリング37を装着してなる。このボールベアリング37の内輪は楕円状カム36に固定され、外輪は楕円状カム36の回転に応じて弾性変形する。フレクスプライン34は、薄肉カップ状の弾性を有する有底円筒状の金属からなり、その開口部外周に所定数の歯が形成されている。また、フレクスプライン34の底部のダイヤフラムは出力軸に固定される。サーキュラ・スプライン35は、内周に歯が形成されており、この歯数はフレクスプライン34に形成された歯数よりも2枚多くなっている。
【0017】
このような構成の減速機32は、フレクスプライン34とサーキュラ・スプライン35とが180度対称の2か所のみで噛合っており、ウェーブ・ジェネレータ33が回転すると、フレクスプライン34とサーキュラ・スプライン35の噛合い位置が回転して移動する。この場合、フレクスプライン34の歯数はサーキュラ・スプライン35の歯数よりも2枚少なく形成されているので、フレクスプライン34はウェーブ・ジェネレータ33の回転方向と反対方向に歯数差の2枚分だけ回転し、その回転が出力となる。このような構成の減速機32によれば、簡単な構成で大きな減速比を得ることができる。
【0018】
図3に戻って、減速機32には連結体38が連結されており、サーボモータ31の回動に応じて連結体38が回動するようになっている。この連結体(回動体に相当)38は、湾曲形状のシャフト部38aの先端に環状フランジ部38bを一体形成してなる。連結体38のシャフト部38aは円筒支持部30内に装着された軸受39に支持されており、このシャフト部38aには上記減速機32のフレクスプライン34がボルト40で固定されている。
【0019】
また、円筒支持部30には減速機32のサーキュラ・スプライン35がボルト41で固定されている。そして、円筒支持部30にボルト42で固定されたサーボモータ31のシャフト31aには減速機32のウェーブ・ジェネレータ33の楕円状カム36が固定されており、ウェーブ・ジェネレータ33がフレクスプライン34内に位置している。この状態では、フレクスプライン34の180゜対向する2か所の部位がウェーブ・ジェネレータ33により内側から押されており、その押圧部位に対応した位置に形成された外歯がサーキュラ・スプライン35の内歯と噛合っている。
【0020】
一方、連結体38の環状フランジ部38bはフレーム29の先端開口部に装着されている。この環状フランジ部38bの中央にケーブル支持体44が装着されており、このケーブル支持体44をケーブルが通過した状態でリスト26が上アーム25に対して回動可能とするために、連結体38はシャフト部38aが環状フランジ部38bを片持ち支持した湾曲形状に形成されている。
【0021】
ここで、上アーム25のフレーム29の先端開口部には軸受押え用フランジ (軸受押え用部材に相当)45が複数のボルト46で固定されており、これにより、クロスローラ軸受43がフレーム29の先端開口部に位置決め状態で装着されている。
【0022】
そして、上記連結体38にはリスト26が固定されている。つまり、連結体38の環状フランジ部38bとリスト26の筐体をなすフレーム47の基端部とは環状フランジ部38b側から複数のボルト48を螺着することにより連結されている。
【0023】
尚、軸受押え用フランジ45とリスト26のフレーム47との間にはオイルシール49が装着されており、関節装置への塵埃の進入が防止されている。
以上のような構成により、サーボモータ31が回動すると、サーボモータ31の回転は減速機32で減速された状態で連結体38を介してリスト26に伝達されるので、リスト26が回動する。
【0024】
ここで、図4はリスト26の正面図である。この図4において、上アーム25のフレーム29とリスト26のフレーム47とは断面が矩形状に形成されており、同図に示すように両方の対向面が略重なり合った状態では、軸受押え用フランジ45を上アーム25のフレーム29に固定するためのボルト46ひいてはフレーム29のボルト穴29aはリスト26により隠蔽された状態となっている。
【0025】
次に上記ロボット本体21のうち上アーム25とリスト26とを連結する関節装置の組立方法を説明する。
まず、ロボット本体21のベース22、ショルダ23、下アーム24を順に組立ててから、下アーム24の先端部に上アーム25のフレーム29を組付ける。
【0026】
次に、組立てが終了したリスト26のフレーム47と連結体38の環状フランジ部38bとの間にクロスローラ軸受43を介装した状態で環状フランジ部38bとリスト26のフレーム47とを環状フランジ部38b側からボルト48で固定する(図6参照)。このとき、クロスローラ軸受43とリスト26のフレーム47との間に軸受押え用フランジ45及びオイルシール49を介装しておく。また、リスト26から外部に導出された図示しないケーブルなどはケーブル支持体44を通過させる。
【0027】
続いて、連結体38のシャフト部38aを、上アーム25のフレーム29内に一体形成された円筒支持部30内に装着された軸受39に挿入すると共に、軸受押え用フランジ45のボルト穴45aと上アーム25のフレーム29に形成されたボルト穴29a(図4参照)とを一致させた状態で軸受押え用フランジ45をフレーム29の先端開口部に嵌合させる。
【0028】
このとき、図4に示すように軸受押え用フランジ45のボルト穴45aがリスト26により邪魔されて外部から隠蔽されている場合は、リスト26を上アーム25に対して何れかの方向に45゜回転させる。すると、図1に示すように軸受押え用フランジ45のボルト穴45aのうち対向する一対のボルト穴45aがリスト26による隠蔽状態から脱出して視認可能に出現するので、そのボルト穴45aにボルト46を挿入して上フレーム29に螺着する。
【0029】
続いて、上アーム25に対してリスト26を上記の回転方向と同一方向にさらに45゜、或いは上記の回転方向と反対方向に90゜回転する。すると、図7に示すように軸受押え用フランジ45のボルト穴45aのうち残りの一対のボルト穴45aがリスト26による隠蔽状態から脱出して視認可能に出現するので、そのボルト穴45aにボルト46を挿入して上フレーム29に螺着する。
【0030】
以上のような作業により、軸受押え用フランジ45を上アーム25のフレーム29に固定することによりクロスローラ軸受43をフレーム29に位置決め状態で装着することができるので、リスト26を上アーム25に回動可能に連結することができる。
【0031】
そして、上アーム25のフレーム29の円筒支持部30に減速機32のサーキュラ・スプライン35をボルト41で固定すると共に、フレクスプライン34をサーキュラ・スプライン35に挿入してから、フレクスプライン34のダイヤフラムを連結体38のシャフト部38aにボルト40で固定する。
【0032】
続いて、サーボモータ31のシャフト31aに固定されたウェーブ・ジェネレータ33をフレクスプライン34に挿入してから、サーボモータ31を円筒支持部30にボルト42で固定する。これにより、フレクスプライン34の外歯とサーキュラ・スプライン35の内歯とが180゜対向する2か所で噛合うようになる。
【0033】
続いて、ケーブル類を配線してから、上アーム25のフレーム29にカバー50を装着することにより、上アーム25とリスト26とを連結する関節装置を組立てることができる。
【0034】
このような実施の形態によれば、上アーム25及びリスト26の断面形状とを略同一な矩形形状とし、リスト26を上アーム25に対して所定角度回動した状態で軸受押え用フランジ45のボルト穴45aひいては上アーム25のフレーム29に形成されたボルト穴29aがリスト26との対向状態から脱出して視認可能に出現するようにしたので、その出現状態で軸受押え用フランジ45をボルト46で上アーム25のフレーム29に固定することができる。従って、軸受押え用フランジを上アームのフレームにボルトで固定することにより軸受により連結体の環状フランジを回動可能に支持した状態で、上アームのフレーム内において環状フランジとリストとをフレーム内に手を進入させて環状フランジ側からボルトで固定する従来例のものと違って、サーボモータ31の回転をリスト26に伝達するための連結体38をリスト26に予め固定しておくことが可能となるので、上アーム25のフレーム29内でボルト締めする作業が不要となり、作業性を大幅に向上することができると共に、上アーム25のフレーム29に作業用の窓部を形成する必要がなくなり、コストを低減し且つ上アーム25の見映えを良好とすることができる。
【0035】
しかも、このような構成は、上アーム25の構造を大幅に変更することなく実施することができるので、大幅な設計変更を行うことなく容易に実施することができる。
【0036】
本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
上アーム25とリスト26とを連結する関節装置に限定されることなく、各アームを連結する関節装置に適用可能である。
減速機32としては、ハーモニックドライブに限定されることなく平歯車を組合わせた構成、或いは遊星歯車を用いた構成のものを使用するようにしてもよい。
多関節ロボットに限定されることなく、スカラー型のロボットに適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態におけるリストを所定角度回動した位置で示す上アームの正面図
【図2】ロボット本体の側面図
【図3】上アームの破断側面図
【図4】リストとの重なり状態で示すリストの正面図
【図5】減速機の分解斜視図
【図6】連結体の連結状態で示すリストの破断側面図
【図7】リストの異なる回動位置で示す図1相当図
【図8】従来例を示す図3相当図
【図9】窓部を示す上アームの側面図
【符号の説明】
21はロボット本体、22はベース、23はショルダー、25は上アーム(第1アーム)、26はリスト(第2アーム)、29はフレーム、29aはボルト穴、31はサーボモータ(駆動源)、38は連結体(回動体)、43はクロスローラ軸受、45は軸受押え用フランジ(軸受押え用部材)、45aはボルト穴、46はボルトである。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a joint device for a robot in which a second arm is rotatably connected to a first arm and an assembling method thereof.
[0002]
[Prior art]
FIG. 8 shows an example of the structure of a joint device for connecting the arms of a conventional articulated robot. In FIG. 8, a servo motor 3 is built in a frame 2 that forms the housing of the first arm 1, and the connecting body 5 rotates via the speed reducer 4 according to the rotation of the servo motor 3. It is like that. The connecting body 5 is formed by integrating a shaft portion 5 a and an annular flange portion 5 b, the shaft portion 5 a is fixed to the output portion of the speed reducer 4, and the annular flange portion 5 b is opened at the front end opening of the frame 2 by the cross roller bearing 6. Is rotatably supported. In this case, a bearing retainer flange 7 is fixed to the front end opening of the frame 2 of the first arm 1 with a plurality of bolts 8, whereby the bearing 6 is mounted in a positioned state on the front end opening of the frame 2. Yes.
[0003]
A frame 10 that forms a casing of the second arm 9 is fixed to the annular flange portion 5 b of the connecting body 5 with bolts 11. Accordingly, the connecting body and thus the second arm 9 is rotated in accordance with the rotation of the servo motor 3. A cylindrical cable support 12 is attached to the center of the annular flange portion 5 b of the connecting body 5, and the second arm 9 with respect to the first arm 1 with the cable passing through the cable support 12. In order to be able to rotate, the connecting body 5 is formed in a curved shape in which the shaft portion 5a cantilever-supports the annular flange portion 5b.
[0004]
By the way, in order to assemble the robot joint apparatus having the above-described configuration, the connecting body 5 is inserted into the frame 2 from the front end opening of the frame 2 of the first arm 1, and the shaft portion 5 a is integrally formed with the frame 2. It is inserted into and supported by a bearing 14 mounted in the cylindrical support portion 13.
[0005]
Subsequently, the bearing retainer flange 7 is fixed to the front end opening of the frame 2 with bolts 8 in a state where the cross roller bearing 6 is sandwiched between the annular flange 5 b of the connecting body 5 and the front end opening of the frame 2. Thereby, since the bearing 6 can be attached to the front end opening of the frame 2 in a positioned state, the coupling body 5 can be rotatably supported on the frame 2.
[0006]
Subsequently, the frame 10 of the second arm 9 is fixed to the annular flange portion 5b of the connecting body 5 with bolts 11 from the annular flange 5b side. Here, a window portion 15 is formed on the side surface of the frame 2 of the first arm 1 as shown in FIG. 9, and the assembling operator makes a ring in a state where a hand enters the frame 2 from the window portion 15. After inserting the bolt 11 into the bolt hole formed in the flange portion 5b, the frame 10 of the second arm 9 is fixed to the connecting body 5 by turning the bolt 11 with a hexagon wrench.
[0007]
When the connection between the connecting body 5 and the second arm 9 is completed as described above, the output portion of the speed reducer 4 and the shaft portion 5a of the connecting body 5 are fixed with the bolts 16, and then the servo motor 3 The servo motor 3 is fixed to the cylindrical support portion 13 with the input portion of the speed reducer 4 fixed to the shaft meshing with the output portion.
[0008]
Then, after a cable or the like is wired, the joint device that connects the first arm 1 and the second arm 9 can be assembled by attaching the cover 17 to the frame 2 of the first arm 1.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
However, with such a configuration, the frame 10 of the second arm 9 is formed on the frame 2 of the first arm 1 to fix the frame 10 of the second arm 9 to the annular flange portion 5b of the connecting body 5 of the first arm 1 with the bolts 11. The bolt 11 must be turned with a hexagon wrench by entering the hand from the narrow window 15 and is very troublesome, and the angle at which the bolt 11 can be turned in one operation is small and the work efficiency is poor. . Furthermore, it is necessary to form a window 15 on the frame 2 of the first arm 1 and to produce a cover that closes the window 15, which is expensive and poor in appearance.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and the object thereof is to increase the work efficiency of connecting the first arm and the second arm, reduce the cost, and improve the appearance of the arm. It is an object of the present invention to provide a robot joint device and an assembly method thereof.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, the bolt hole formed for fixing the bearing pressing member to the first arm with the bolt is formed on the first arm with the second arm rotated by a predetermined angle with respect to the first arm. Since the formed bolt holes emerge from the opposed state to the second arm so as to be visible , the rotating body is supported on the first arm by a bearing in a state where the rotating body is connected in advance to the second arm. be able to. Accordingly, the operation of connecting the rotating body to the second arm with the bolt in the first arm can be eliminated, the working efficiency can be improved, and the window portion for performing the bolting operation in the first arm is formed. This eliminates the need to reduce the cost and improves the appearance.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an articulated robot will be described with reference to FIGS. FIG. 2 shows the external configuration of the robot. In FIG. 2, the robot body 21 is configured as a 6-axis small vertical articulated robot for assembly. That is, the shoulder 23 is connected to the base 22 so as to be rotatable in the horizontal direction about the vertical axis J1. A base end portion of the lower arm 24 is connected to the shoulder 23 so as to be rotatable in the vertical direction about the axis J2. An upper arm (corresponding to a first arm) 25 is connected to the tip of the lower arm 24 so as to be rotatable in the vertical direction about the axis J3. A base end portion of a wrist (corresponding to a second arm) 26 is coupled to the distal end portion of the upper arm 25 so as to be rotatable about an axis J4. A hand attachment 27 is connected to the tip of the wrist 26 so as to be rotatable about J5. A disk-shaped flange 28 is connected to the hand mounting body 27 so as to be rotatable about J6. Bolt holes 28a are formed in the flange 28 as shown in FIG. 4, and a hand and various tools (not shown) can be detachably attached.
[0014]
The shoulder 23, the lower arm 24, the upper arm 25, the wrist 26, the hand mounting body 27, and the flange 28 are connected to each other by joint devices, and a servo motor and a speed reducer are provided for each joint device. When the joint devices are driven according to the drive of the servo motor, the shoulder 23, the lower arm 24, the upper arm 25, the wrist 26, the hand attachment body 27, and the flange 28 are rotated around the axes J1 to J6. It is like that. In this case, a robot controller (not shown) is connected to the robot body 21, and various operations are executed by being controlled by the robot controller.
[0015]
FIG. 3 is a broken sectional view showing a structure of a joint device for connecting the upper arm 25 and the wrist 26. In FIG. 3, the upper arm 25 has a frame 29 as a casing, and the rotation of a servo motor (corresponding to a drive source) 31 fixed to a cylindrical support 30 integrally formed in the frame 29 is reduced by a speed reducer 32. The wrist 26 is rotated around the axis J4 shown in FIG. 2 by outputting in a decelerated state. As the speed reducer 32, a harmonic drive (trade name) is used.
[0016]
FIG. 5 is an exploded perspective view showing the speed reducer 32. In FIG. 5, the speed reducer 32 includes a wave generator 33, a flex spline 34, and a circular spline 35. The wave generator 33 is formed by mounting a ball bearing 37 configured to be elastically deformable on the outer periphery of an elliptical cam 36 attached to an input shaft. The inner ring of the ball bearing 37 is fixed to the elliptical cam 36, and the outer ring is elastically deformed according to the rotation of the elliptical cam 36. The flexspline 34 is made of a bottomed cylindrical metal having thin cup-like elasticity, and a predetermined number of teeth are formed on the outer periphery of the opening. The diaphragm at the bottom of the flexspline 34 is fixed to the output shaft. The circular spline 35 has teeth formed on the inner periphery, and the number of teeth is two more than the number of teeth formed on the flexspline 34.
[0017]
In the speed reducer 32 configured as described above, the flex spline 34 and the circular spline 35 are engaged with each other only at two 180-degree symmetrical positions. When the wave generator 33 rotates, the flex spline 34 and the circular spline 35 are engaged. The meshing position rotates and moves. In this case, since the number of teeth of the flex spline 34 is two less than the number of teeth of the circular spline 35, the flex spline 34 is equivalent to two sheets having a difference in the number of teeth in the direction opposite to the rotation direction of the wave generator 33. The rotation is the output. According to the reduction gear 32 having such a configuration, a large reduction ratio can be obtained with a simple configuration.
[0018]
Returning to FIG. 3, a connecting body 38 is connected to the speed reducer 32, and the connecting body 38 rotates according to the rotation of the servo motor 31. The connecting body (corresponding to a rotating body) 38 is formed by integrally forming an annular flange portion 38b at the tip of a curved shaft portion 38a. A shaft portion 38 a of the coupling body 38 is supported by a bearing 39 mounted in the cylindrical support portion 30, and a flex spline 34 of the speed reducer 32 is fixed to the shaft portion 38 a by a bolt 40.
[0019]
In addition, a circular spline 35 of a speed reducer 32 is fixed to the cylindrical support portion 30 with bolts 41. An elliptical cam 36 of the wave generator 33 of the speed reducer 32 is fixed to the shaft 31a of the servo motor 31 fixed to the cylindrical support 30 with bolts 42, and the wave generator 33 is placed in the flex spline 34. positioned. In this state, the two portions of the flex spline 34 that are opposed to each other by 180 ° are pushed from the inside by the wave generator 33, and the external teeth formed at the position corresponding to the pushed portion are inside the circular spline 35. Engage with teeth.
[0020]
On the other hand, the annular flange portion 38 b of the coupling body 38 is attached to the tip opening portion of the frame 29. A cable support 44 is attached to the center of the annular flange portion 38b. In order to enable the wrist 26 to rotate with respect to the upper arm 25 with the cable passing through the cable support 44, a connecting body 38 is provided. The shaft portion 38a is formed in a curved shape in which the annular flange portion 38b is cantilevered.
[0021]
In this case, a bearing pressing flange (corresponding to a bearing pressing member) 45 is fixed to the front end opening of the frame 29 of the upper arm 25 with a plurality of bolts 46, whereby the cross roller bearing 43 is fixed to the frame 29. It is mounted in a positioning state at the tip opening.
[0022]
The wrist 26 is fixed to the connecting body 38. That is, the annular flange portion 38b of the connecting body 38 and the base end portion of the frame 47 forming the casing of the wrist 26 are connected by screwing a plurality of bolts 48 from the annular flange portion 38b side.
[0023]
An oil seal 49 is mounted between the bearing retainer flange 45 and the frame 47 of the wrist 26 to prevent dust from entering the joint device.
With the configuration as described above, when the servo motor 31 rotates, the rotation of the servo motor 31 is transmitted to the list 26 via the coupling body 38 while being decelerated by the speed reducer 32, so the list 26 rotates. .
[0024]
Here, FIG. 4 is a front view of the list 26. In FIG. 4, the frame 29 of the upper arm 25 and the frame 47 of the wrist 26 are formed to have a rectangular cross section. As shown in FIG. The bolts 46 for fixing 45 to the frame 29 of the upper arm 25 and the bolt holes 29a of the frame 29 are concealed by the wrist 26.
[0025]
Next, a method for assembling the joint device for connecting the upper arm 25 and the wrist 26 in the robot main body 21 will be described.
First, the base 22, the shoulder 23, and the lower arm 24 of the robot main body 21 are assembled in this order, and then the frame 29 of the upper arm 25 is assembled to the tip of the lower arm 24.
[0026]
Next, the annular flange portion 38b and the frame 47 of the wrist 26 are joined to the annular flange portion in a state where the cross roller bearing 43 is interposed between the frame 47 of the wrist 26 and the annular flange portion 38b of the coupling body 38 that have been assembled. It fixes with the volt | bolt 48 from the 38b side (refer FIG. 6). At this time, a bearing holding flange 45 and an oil seal 49 are interposed between the cross roller bearing 43 and the frame 47 of the wrist 26. Further, a cable (not shown) or the like led out from the list 26 passes through the cable support 44.
[0027]
Subsequently, the shaft portion 38a of the coupling body 38 is inserted into the bearing 39 mounted in the cylindrical support portion 30 integrally formed in the frame 29 of the upper arm 25, and the bolt hole 45a of the bearing pressing flange 45 and The bearing retainer flange 45 is fitted into the tip opening of the frame 29 with the bolt holes 29 a (see FIG. 4) formed in the frame 29 of the upper arm 25 aligned.
[0028]
At this time, as shown in FIG. 4, when the bolt hole 45 a of the bearing holding flange 45 is obstructed by the wrist 26 and concealed from the outside, the wrist 26 is 45 ° in any direction with respect to the upper arm 25. Rotate. Then, as shown in FIG. 1, a pair of opposing bolt holes 45a out of the concealed state by the wrist 26 appears out of the concealed state by the wrist 26, so that the bolts 46 appear in the bolt holes 45a. Is inserted and screwed into the upper frame 29.
[0029]
Subsequently, the wrist 26 is further rotated by 45 ° in the same direction as the rotation direction with respect to the upper arm 25 or 90 ° in the opposite direction to the rotation direction. Then, as shown in FIG. 7, the remaining pair of bolt holes 45a out of the concealed state by the wrist 26 appears out of the concealed state by the wrist 26 among the bolt holes 45a of the bearing holding flange 45, so that the bolts 46 are inserted into the bolt holes 45a. Is inserted and screwed into the upper frame 29.
[0030]
By fixing the bearing pressing flange 45 to the frame 29 of the upper arm 25 by the above operation, the cross roller bearing 43 can be mounted on the frame 29 in a positioned state. It can be movably connected.
[0031]
Then, the circular spline 35 of the speed reducer 32 is fixed to the cylindrical support portion 30 of the frame 29 of the upper arm 25 with the bolt 41, and the flex spline 34 is inserted into the circular spline 35, and then the diaphragm of the flex spline 34 is attached. The shaft 38 a of the coupling body 38 is fixed with bolts 40.
[0032]
Subsequently, after the wave generator 33 fixed to the shaft 31 a of the servo motor 31 is inserted into the flexspline 34, the servo motor 31 is fixed to the cylindrical support portion 30 with the bolts 42. As a result, the outer teeth of the flexspline 34 and the inner teeth of the circular spline 35 are engaged with each other at two positions facing each other by 180 °.
[0033]
Subsequently, after the cables are wired, the cover 50 is attached to the frame 29 of the upper arm 25, whereby the joint device that connects the upper arm 25 and the wrist 26 can be assembled.
[0034]
According to such an embodiment, the sectional shapes of the upper arm 25 and the wrist 26 are substantially the same rectangular shape, and the bearing pressing flange 45 of the bearing retainer 45 is rotated with the wrist 26 rotated by a predetermined angle with respect to the upper arm 25. Since the bolt hole 45a and the bolt hole 29a formed in the frame 29 of the upper arm 25 escape from the state facing the wrist 26 and appear so as to be visible, the bearing retainer flange 45 is inserted into the bolt 46 in the appearance state. Thus, it can be fixed to the frame 29 of the upper arm 25. Therefore, the bearing flange is fixed to the frame of the upper arm with a bolt so that the annular flange of the coupling body is rotatably supported by the bearing, and the annular flange and the wrist are placed in the frame in the frame of the upper arm. Unlike the conventional example in which a hand is inserted and fixed with bolts from the annular flange side, it is possible to fix in advance the connecting body 38 for transmitting the rotation of the servo motor 31 to the wrist 26. Therefore, the work of bolting in the frame 29 of the upper arm 25 is not required, and the workability can be greatly improved, and it is not necessary to form a working window in the frame 29 of the upper arm 25. The cost can be reduced and the appearance of the upper arm 25 can be improved.
[0035]
In addition, since such a configuration can be implemented without significantly changing the structure of the upper arm 25, it can be easily implemented without making a significant design change.
[0036]
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
The present invention is not limited to a joint device that connects the upper arm 25 and the wrist 26, and can be applied to a joint device that connects each arm.
The speed reducer 32 is not limited to a harmonic drive, and may be a combination of spur gears or a configuration using planetary gears.
The present invention is not limited to an articulated robot, and may be applied to a scalar type robot.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view of an upper arm showing a list rotated by a predetermined angle in an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a side view of a robot body. FIG. 3 is a cutaway side view of the upper arm. FIG. 5 is an exploded perspective view of the speed reducer. FIG. 6 is a broken side view of the list shown in a connected state of the connecting body. Fig. 8 Equivalent view Fig. 8 Equivalent to Fig. 3 Fig. 9 Side view of upper arm showing window
21 is a robot body, 22 is a base, 23 is a shoulder, 25 is an upper arm (first arm), 26 is a wrist (second arm), 29 is a frame, 29a is a bolt hole, 31 is a servo motor (drive source), Reference numeral 38 denotes a connecting body (rotating body), 43 denotes a cross roller bearing, 45 denotes a bearing pressing flange (bearing pressing member), 45a denotes a bolt hole, and 46 denotes a bolt.

Claims (2)

断面外形形状が略同一な多角形状をなす第1アームに第2アームを回動可能に連結したものであって、
前記第1アームに軸受により回動可能に支持され、駆動源により回動する回動体と、
前記第1アームにボルトで固定されることにより前記軸受を前記第1アームに位置決めする軸受押え用部材とを備え、
前記回動体と前記第2アームとを連結したロボットの関節装置において、
記第1アームに前記軸受押え用部材をボルトで固定するために形成されたボルト穴は、前記第2アームが前記第1アームに対して所定角度回動した状態で前記第2アームとの対向状態から脱出して視認可能に出現することを特徴とするロボットの関節装置。
A second arm is rotatably connected to a first arm having a polygonal shape having substantially the same cross-sectional outer shape ,
A rotating body rotatably supported by a bearing on the first arm and rotated by a drive source;
A bearing pressing member that positions the bearing on the first arm by being fixed to the first arm with a bolt;
In a joint device for a robot in which the rotating body and the second arm are connected,
Before Symbol bolt hole formed in for fixing the member for the bearing retainer with bolts to the first arm, and the second arm in a state where the second arm is rotated by a predetermined angle relative to the first arm A robot joint device that emerges from a facing state so as to be visible.
第1アームに第2アームを回動可能に連結したものであって、
前記第1アームに軸受により回動可能に支持され、駆動源により回動する回動体と、
前記第1アームにボルトで固定されることにより前記軸受を前記第1アームに位置決めする軸受押え用部材とを備え、
前記回動体と前記第2アームとを連結したロボットの関節装置において、
前記第2のアームに前記回動体を連結し、
前記第1アームに前記軸受押え用部材をボルトで固定するために形成されたボルト穴が前記第2アームとの対向状態から脱出して視認可能に出現するまで前記第2アームを前記第1アームに対して回動し、
前記軸受押え用部材をボルトで前記第1アームに螺着することにより前記軸受を前記第1アームに位置決め状態で装着したことを特徴とするロボットの関節装置組立方法。
The second arm is rotatably connected to the first arm,
A rotating body rotatably supported by a bearing on the first arm and rotated by a drive source;
A bearing pressing member that positions the bearing on the first arm by being fixed to the first arm with a bolt;
In a joint device for a robot in which the rotating body and the second arm are connected,
Connecting the rotating body to the second arm;
The second arm is moved to the first arm until a bolt hole formed to fix the bearing pressing member to the first arm with a bolt emerges from the facing state with respect to the second arm. Rotate with respect to
A method for assembling a robot joint device, wherein the bearing pressing member is screwed onto the first arm with a bolt to mount the bearing on the first arm in a positioning state.
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