JP4361547B2 - Robot arm - Google Patents
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Description
本発明は、屈曲することによって伸縮するロボットアームに関する。 The present invention relates to a robot arm that expands and contracts by bending.
従来、屈曲することによって伸縮するロボットアームは、例えば半導体ウエハや精密部品等のワーク(被処理物)をその製造工程に従って移送したり、所定の作業台上にローディングしたりするために使用されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a robot arm that expands and contracts by bending is used, for example, to transfer a workpiece (processing object) such as a semiconductor wafer or a precision part according to the manufacturing process, or to load on a predetermined work table. Yes.
この種のロボットアームの例として、以下に述べるように、特許文献1に開示されたロボットアームが知られている。
As an example of this type of robot arm, the robot arm disclosed in
図20において、従来のロボットアーム900は、互いに略平行な一対の第1のリンク911、912と、互いに略平行な一対の第2のリンク913、914とを有する四節回転連鎖からなる第1のアーム910を備えている。
In FIG. 20, a
また、ロボットアーム900は、互いに略平行な一対の第3のリンク921、922と、互いに略平行な一対の第4のリンク923、924とを有する四節回転連鎖からなり、第1のアーム910の一端側で第1のアーム910に回転可能に連結される第2のアーム920を備えている。
The
ここで、第3のリンク921、922は、第1のリンク911、912と等長である。また、第4のリンク923は、第2のリンク913と等長であり、第2のリンク913に一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム900は、所定の基準軸900aに対して第1のリンク911、912が傾くように、第1のアーム910の他端側で第1のアーム910を回転可能に支持する支持部930を備えている。
The
また、ロボットアーム900は、互いに略等長である一対の第5のリンク941、942と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク943、944とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第7のリンク945、946と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク947、948とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸900aに対する第1のアーム910及び第2のアーム920の角度θ901、θ902が互いに略同一となるように、第1のアーム910及び第2のアーム920を連動させる連動部940を備えている。
The
ここで、第5のリンク941及び第8のリンク947は、それぞれ第3のリンク921及び第1のリンク911に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク943及び第7のリンク945は、互いに等長であり、第2のリンク913及び第4のリンク923に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク942及び第8のリンク948は、互いに一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム900は、一端側が第4のリンク924に一体に形成されるアーム951と、アーム951の他端側に装着され、ワークを載置するハンド952とを備えている。
The
そして、ロボットアーム900は、第1のアーム910及び第2のアーム920が屈曲することによって伸縮することができる。
しかしながら、上記従来のロボットアーム900においては、図20に示すように、第1のアーム910及び第2のアーム920が伸長しているときに、第1のアーム910の四節回転連鎖や、第2のアーム920の四節回転連鎖や、連動部940の四節回転連鎖が潰れた形状になり、潰れた形状でない場合と比較して変形し易かったため、以下の問題があった。
However, in the
ロボットアーム900は、第1のアーム910及び第2のアーム920が伸長しているときに、例えば外部の温度変化によって、各リンクが伸縮して第1のアーム910、第2のアーム920及び連動部940が変形してしまうので、第1のアーム910及び第2のアーム920が伸長しているときにハンド952の位置が定まらないという問題があった。
In the
また、ロボットアーム900は、第1のアーム910及び第2のアーム920が伸長しているときに、外力によって、第1のアーム910、第2のアーム920及び連動部940が変形してしまうので、第1のアーム910及び第2のアーム920が伸長しているときにハンド952の位置が外力によって変化し易いという問題があった。
In addition, the
そこで、本発明は、従来と比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができるロボットアームを提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a robot arm that can improve positioning accuracy when it is extended as compared with the conventional art.
上記課題を解決するために、本発明は、互いに回転可能に連結された第1のアーム及び第2のアームと、前記第1のアーム及び第2のアームを互いに連動して回転させる連動部と、を備えたロボットアームであって、前記連動部は、一方が前記第1のアーム及び第2のアームのうち一方のアームの一端部に一体に固定され、互いに等長である一対の第1の連動リンクと、それぞれ第1の連動リンクに回動可能に連結され、互いに等長であり交差する一対の第2の連動リンクとを有する第1の四節回転連鎖と、一方が前記第2の連動リンクの片方と共に1本のリンクを形成するよう該第2の連動リンクの片方に一体に固定され、互いに等長である一対の第3の連動リンクと、それぞれ第3の連動リンクに回動可能に連結されるとともに一方が前記第1のアーム及び第2のアームのうち他方のアームの一端部に一体に固定され、他方が前記第1の連動リンクのうち他方の連動リンクと共に1本のリンクを形成するよう該第1の連動リンクのうち他方の連動リンクに一体に固定され、互いに等長であり交差する一対の第4の連動リンクとを有する第2の四節回転連鎖とからなり、前記一方の第1の連動リンクと前記一方の第4の連動リンクとのうち少なくとも一方は、前記第1のアーム及び第2のアームのうち一体に固定されている相手側のアームに対して、該アームの両端を結ぶ軸線から外れるよう該軸線に対し傾けて固定されているものである。 In order to solve the above problems, the present invention includes a first arm and a second arm that are rotatably connected to each other, and an interlocking unit that rotates the first arm and the second arm in conjunction with each other. , a robotic arm wherein the interlocking part, one of which is integrally fixed to one end of one arm of said first and second arms, a pair of first an equal lengths an interlocking link is pivotally coupled to the first interlocking link, respectively, the first quadric crank chain and a pair of second interlock link crossing a equal lengths, one second A pair of third interlocking links fixed to one side of the second interlocking link so as to form one link together with one of the interlocking links of the second and the third interlocking links, respectively. one previous while being rotatably coupled Integrally fixed to one end of the other arm of the first arm and the second arm and the other of the first to form a single link with the other coupling link of the first interlock link A first four-link rotating chain having a pair of fourth interlocking links that are integrally fixed to the other interlocking link among the interlocking links and that have the same length and intersect with each other. wherein at least one among the one fourth interlocking link, to the counterpart side arms are secured together one of the first and second arms, connecting both ends of 該A over arm and It is inclined and fixed with respect to the axis so as to deviate from the axis .
この構成により、本発明のロボットアームでは、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。 With this configuration, in the robot arm of the present invention , the four-bar rotation chain is unlikely to have a crushed shape, and is not easily deformed by an external force.
また、本発明のロボットアームでは、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差がアーム伸縮時にその伸縮方向以外の方向に分散される。 Further, in the robot arm of the present invention, expansion / contraction of the link due to an external temperature change, processing errors of components such as each link, or assembly error of each component is distributed in directions other than the expansion / contraction direction when the arm is expanded / contracted .
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。 Therefore, the robot arm of the present invention can improve the positioning accuracy when it is extended as compared with the conventional robot arm.
また、本発明のロボットアームは、好ましくは、前記第1のアーム及び第2のアームが、所定の軸線の方向に伸長した伸長状態及び前記所定の軸線の方向に収縮した収縮状態に変化するとともに、前記一方の第1の連動リンクは、前記第1のアーム及び第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記第1のアーム及び第2のアームのうち一方のアームと共に該アームの前記伸長状態側への回転方向に回転し、前記一方の第4の連動リンクは、前記第1のアーム及び第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記第1のアーム及び第2のアームのうち他方のアームと共に該アームの前記伸長状態側への回転方向に回転し、前記一方の第1の連動リンクと前記一方の第4の連動リンクとのうち少なくとも一方は、前記第1のアーム及び第2のアームのうち一体に固定されている相手側のアームに対して、該アームの前記収縮状態側への回転方向に傾けて固定されているものである。 In the robot arm of the present invention, preferably, the first arm and the second arm are changed to an extended state in which the first arm and the second arm are extended in a predetermined axis direction and a contracted state in which the first arm and the second arm are contracted in the predetermined axis direction. The one first interlocking link is connected to one of the first arm and the second arm when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state. The one fourth interlocking link rotates when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state. One arm and the second arm rotate together with the other arm in the direction of rotation of the arm toward the extended state, and less of the one first interlocking link and the one fourth interlocking link When One is fixed to the opposite arm of the first arm and the second arm that are fixed together by being inclined in the rotational direction of the arm toward the contracted state. .
この構成により、本発明のロボットアームでは、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。 With this configuration, in the robot arm of the present invention , the four-bar rotation chain is unlikely to have a crushed shape, and is not easily deformed by an external force.
また、本発明のロボットアームでは、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差がアーム伸縮時にその伸縮方向以外の方向に分散される。 Further, in the robot arm of the present invention, expansion / contraction of the link due to an external temperature change, processing errors of components such as each link, or assembly error of each component is distributed in directions other than the expansion / contraction direction when the arm is expanded / contracted .
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。 Therefore, the robot arm of the present invention can improve the positioning accuracy when it is extended as compared with the conventional robot arm.
上記課題を解決するために、本発明は、或いは、互いに平行な一対の第1のリンクと互いに平行な一対の第2のリンクとを有する四節回転連鎖からなる第1のアームと、前記第1のアームの一端側に回転可能に連結された第2のアームと、前記第1のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第1のアーム及び第2のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第1のアーム及び前記第2のアームの間に、前記基準軸に対して前記第1のアームの第1のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第2のアームがなす角度とを常に同一にするように、前記第1のアーム及び前記第2のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記第1のアームの前記第1のリンクは、前記第1のアーム及び前記第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、前記第1のアームの第2のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられているものであり、または、第1のアームと、互いに平行な一対の第1のリンクと互いに平行な一対の第2のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第1のアームの一端側に回転可能に連結された第2のアームと、前記第1のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、前記第1のアーム及び第2のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、前記第1のアーム及び前記第2のアームの間に、前記基準軸に対して前記第1のアームがなす角度と前記基準軸に対して前記第2のアームの第1のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第1のアーム及び前記第2のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、前記第2のアームの第1のリンクは、前記第1のアーム及び前記第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、前記第2のアームの第2のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられているものである。In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a first arm comprising a four-joint rotating chain having a pair of first links parallel to each other and a pair of second links parallel to each other, and A second arm rotatably connected to one end of one arm, and a support that rotatably supports the other end of the first arm, the first arm and the second arm A robot arm that changes into an extended state extended in the direction of a predetermined reference axis and a contracted state contracted in the direction of the reference axis by rotation of the arm, between the first arm and the second arm. The first arm and the angle formed by the first link of the first arm with respect to the reference axis and the angle formed by the second arm with respect to the reference axis are always the same. Move the second arm in the direction of extension and contraction An interlocking portion that moves and rotates is interposed, and the first link of the first arm is configured such that when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state, the reference The second link of the first arm is inclined to one side of the rotational direction with respect to the reference axis, while rotating to one side of the rotational direction so as to approach the shaft, or A four-joint rotating chain having a first arm, a pair of first links parallel to each other, and a pair of second links parallel to each other, and rotatably connected to one end side of the first arm A second arm; and a support portion that rotatably supports the other end of the first arm, and extends in a direction of a predetermined reference axis by the rotation of the first arm and the second arm. Stretched and contracted in the direction of the reference axis. A robot arm that changes to a state, wherein an angle formed by the first arm with respect to the reference axis and the second axis with respect to the reference axis between the first arm and the second arm. An interlocking unit for rotating the first arm and the second arm in conjunction with the direction of expansion and contraction is interposed so that the angle formed by the first link of the arm is always the same. The first link of the two arms rotates to one side in the rotational direction so as to approach the reference axis when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state. The second link of the second arm is inclined to one side in the rotational direction with respect to the reference axis.
この構成により、本発明のロボットアームの連動部は、従来のロボットアームの連動部と比較して、第1のアーム及び第2のアームが伸長するときに、四節回転連鎖が潰れた形状となり難く、外力によって変形し難い。 With this configuration, the interlocking portion of the robot arm of the present invention has a shape in which the four-bar rotation chain is crushed when the first arm and the second arm extend, compared to the interlocking portion of the conventional robot arm. Difficult to deform by external force.
したがって、本発明のロボットアームは、従来のロボットアームと比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができる。 Therefore, the robot arm of the present invention can improve the positioning accuracy when it is extended as compared with the conventional robot arm.
本発明によれば、従来と比較して、伸長しているときの位置決め精度を向上することができるロボットアームを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a robot arm that can improve positioning accuracy when it is extended as compared with the conventional art.
以下、本発明の好ましい実施の形態を、図面に基づいて説明する。
(第1の実施の形態)
まず、第1の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(First embodiment)
First, the configuration of the robot arm according to the first embodiment will be described.
図1において、本実施の形態に係るロボットアーム100は、互いに略平行な一対の第1のリンク111、112と、互いに略平行な一対の第2のリンク113、114とを有する四節回転連鎖からなる第1のアーム110を備えている。
In FIG. 1, the
また、ロボットアーム100は、互いに略平行な一対の第3のリンク121、122と、互いに略平行な一対の第4のリンク123、124とを有する四節回転連鎖からなり、第1のアーム110の一端側で第1のアーム110に回転可能に連結される第2のアーム120を備えている。
The
ここで、第3のリンク121、122は、第1のリンク111、112と等長である。また、第4のリンク123は、第2のリンク113に一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム100は、第1のリンク111を矢印130a或いは矢印130bの示す方向に回転させる駆動軸部131と、第2のリンク114を矢印130a或いは矢印130bの示す方向に回転させる駆動軸部132とを有し、所定の基準軸100aに対して第1のリンク111、112が傾くように、第1のアーム110の他端側で第1のアーム110を回転可能に支持する支持部130を備えている。
In addition, the
また、ロボットアーム100は、互いに略等長である一対の第5のリンク141、142と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク143、144とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第7のリンク145、146と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク147、148とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸100aに対する第1のアーム110及び第2のアーム120の角度θ101、θ102が互いに略同一となるように、第1のアーム110及び第2のアーム120を連動させる連動部140を備えている。
The
ここで、第5のリンク141及び第8のリンク147は、それぞれ第3のリンク121及び第1のリンク111に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク143及び第7のリンク145は、互いに等長であり、第2のリンク113及び第4のリンク123に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク142及び第8のリンク148は、互いに一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム100は、一端側が第4のリンク124に一体に形成されるアーム151と、アーム151の他端側に装着され、ワークを載置するハンド152とを備えている。
The
なお、ハンド152は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
Note that the
また、ロボットアーム100は、図2に示すように、第1のアーム110が伸長するときに回転する方向(矢印130aの示す方向)の基準軸100aに対する第2のリンク114の軸線114aの角度θ103(但し、0°以上180°未満の角度である。)が、第1のアーム110が伸長するときに回転する方向(矢印130aの示す方向)の基準軸100aに対する第1のリンク111の軸線111aの角度θ101(但し、0°以上180°未満の角度である。)より大きくなるように、常に第2のリンク114が支持部130の駆動軸部132によって基準軸100aに対して傾けられている。
Further, as shown in FIG. 2, the
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。 Next, the operation of the robot arm according to the present embodiment will be described.
第1のリンク111が、駆動軸部131によって、角度θ101が変化するように第2のリンク114に対して矢印130a或いは矢印130bの示す方向に回転させられると、ロボットアーム100は、第1のアーム110及び第2のアーム120が屈曲し、図1に示す伸長状態から図3に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図3に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
The
また、第1のリンク111及び第2のリンク114が、駆動軸部131及び駆動軸部132によって矢印130a或いは矢印130bの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム100は、旋回することができる。
Also, the
ここで、ロボットアーム100の第1のアーム110は、上述したように、角度θ103(図2参照)が角度θ101より大きくなるように、常に第2のリンク114が支持部130の駆動軸部132によって基準軸100aに対して傾けられているので、従来のロボットアーム900(図20参照)の第1のアーム910(図20参照)と比較して、第2のアーム920とともに伸長するときに、図1に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
Here, the
仮に第1のアーム110が、図4(a)に示すように、従来のロボットアーム900(図20参照)の第1のアーム910(図20参照)と同様に角度θ103(図2参照)が角度θ101以下の0°である場合、第1のアーム110は、伸長しているときに基準軸100aに略直交する方向の力F101が加えられると、第1のリンク111及び第2のリンク113に、それぞれ力F101の分力である力F102及び力F103が加えられる。
As shown in FIG. 4A, the
しかしながら、本実施の形態に係る第1のアーム110は、図4(b)に示すように、角度θ103が角度θ101よりも大きいので、図4(a)に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸100aに略直交する方向の力F101が加えられると、第1のリンク111に力F101の分力であり、図4(a)に示す力F102より小さい力F104が加えられ、第2のリンク113に力F101の分力であり、図4(a)に示す力F103より小さい力F105が加えられる。
However, as shown in FIG. 4 (b), the
なお、以上においては、伸長している第1のアーム110に、基準軸100aに略直交する方向の力F101が加えられる場合について説明したが、伸長している第1のアーム110に、基準軸100aに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、第1のアーム110は、従来のロボットアーム900(図20参照)の第1のアーム910(図20参照)と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
In the above description, the case where the force F 101 in the direction substantially orthogonal to the
以上説明したように、ロボットアーム100の第1のアーム110は、従来のロボットアーム900(図20参照)の第1のアーム910(図20参照)と比較して、第2のアーム120とともに伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
As described above, the
また、ロボットアーム100の第1のアーム110は、第2のリンク113、114が基準軸100aに対して傾けられているので、第2のアーム120とともに伸長するときに、従来のロボットアーム900(図20参照)の第1のアーム910(図20参照)と比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸100aに略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
Further, the
したがって、ロボットアーム100は、従来のロボットアーム900(図20参照)と比較して、伸長しているときのハンド152の位置決め精度を向上することができる。
Therefore, the
なお、ロボットアーム100は、角度θ103(図2参照)として、角度θ101より大きい任意の角度を設定することができる。
The
例えば、ロボットアーム100は、第1のアーム110及び第2のアーム120が最も伸長するときに、第1のリンク111及び第2のリンク114が互いに略直交するように角度θ103(図2参照)が設定されても良い。
For example, the
ところで、長さの異なる2本のリンクにおいて、加工誤差の長さが同一である場合、長いリンクの方が短いリンクよりも全長に占める加工誤差の割合が小さい。 By the way, in the case of two links having different lengths, when the length of the machining error is the same, the ratio of the machining error in the total length of the long link is smaller than that of the short link.
したがって、ロボットアーム100は、図5に示すように、第2のリンク113、114(図1参照)に代えて、第2のリンク113、114よりも長く互いに略平行な第2のリンク115、116(第1のアームの第2のリンク)を有する場合、図1に示す場合と比較して、第2のリンク115、116の加工誤差に起因する第1のアーム110の変形が小さく、第1のアーム110及び第2のアーム120が伸長しているときにハンド152が基準軸100aに沿ってより直線的に移動することができる。
Therefore, as shown in FIG. 5, the
また、ロボットアーム100は、図5に示すように、第2のリンク113、114(図1参照)に代えて、第2のリンク113、114よりも長く互いに略平行な第2のリンク115、116を有する場合、図1に示す場合と比較して、第1のアーム110の各リンクが太くされるための空間が確保できるので、駆動軸部131及び駆動軸部132の回転軸の延在方向の厚みが増やされることなく、第1のアーム110のリンクが太くされることによって、第1のアーム110の変形がより小さくされ、第1のアーム110及び第2のアーム120が伸長しているときにハンド152の駆動軸部131及び駆動軸部132の回転軸の延在方向の剛性を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 5, the
なお、連動部140は、本実施の形態において、2つの四節回転連鎖から構成されていたが、本発明によれば、基準軸100aに対する第1のアーム110及び第2のアーム120の角度θ101、θ102が互いに略同一となるように、第1のアーム110及び第2のアーム120を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の2つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
(第2の実施の形態)
まず、第2の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
In the present embodiment, the interlocking
(Second Embodiment)
First, the configuration of the robot arm according to the second embodiment will be described.
図6において、本実施の形態に係るロボットアーム200は、互いに略平行な一対の第1のリンク211、212と、互いに略平行な一対の第2のリンク213、214とを有する四節回転連鎖からなる第1のアーム210を備えている。
In FIG. 6, the
また、ロボットアーム200は、互いに略平行な一対の第3のリンク221、222(第2のアームの第1のリンク)と、互いに略平行な一対の第4のリンク223、224(第2のアームの第2のリンク)とを有する四節回転連鎖からなり、第1のアーム210の一端側で第1のアーム210に回転可能に連結される第2のアーム220を備えている。
In addition, the
ここで、第3のリンク221、222は、第1のリンク211、212と等長である。また、第4のリンク223は、第2のリンク213に一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム200は、第1のリンク211を矢印230a或いは矢印230bの示す方向に回転させる駆動軸部231と、第2のリンク214を矢印230a或いは矢印230bの示す方向に回転させる駆動軸部232とを有し、所定の基準軸200aに対して第1のリンク211、212が傾くように、第1のアーム210の他端側で第1のアーム210を回転可能に支持する支持部230を備えている。
The
また、ロボットアーム200は、互いに略等長である一対の第5のリンク241、242と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク243、244とを有する四節回転連鎖と、互いに略等長である一対の第7のリンク245、246と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク247、248とを有する四節回転連鎖とからなり、基準軸200aに対する第1のアーム210及び第2のアーム220の角度θ201、θ202が互いに略同一となるように、第1のアーム210及び第2のアーム220を連動させる連動部240を備えている。
The
ここで、第5のリンク241及び第8のリンク247は、それぞれ第3のリンク221及び第1のリンク211に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク243及び第7のリンク245は、互いに等長であり、第2のリンク213及び第4のリンク223に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク242及び第8のリンク248は、互いに一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム200は、一端側が第4のリンク224に一体に形成されるアーム251と、アーム251の他端側に装着され、ワークを載置するハンド252とを備えている。
The
なお、ハンド252は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
The
また、ロボットアーム200は、図7に示すように、第2のアーム220が伸長するときに回転する方向(矢印230bの示す方向)の基準軸200aに対する第4のリンク224の軸線224aの角度θ203(但し、0°以上180°未満の角度である。)が、第2のアーム220が伸長するときに回転する方向(矢印230bの示す方向)の基準軸200aに対する第3のリンク221の軸線221aの角度θ202(但し、0°以上180°未満の角度である。)より大きくなるように、常に第4のリンク224が基準軸200aに対して傾けられている。
In addition, as shown in FIG. 7, the
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。 Next, the operation of the robot arm according to the present embodiment will be described.
第1のリンク211が、駆動軸部231によって、角度θ201が変化するように第2のリンク214に対して矢印230a或いは矢印230bの示す方向に回転させられると、ロボットアーム200は、第1のアーム210及び第2のアーム220が屈曲し、図6に示す伸長状態から図8に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図8に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
When the
また、第1のリンク211及び第2のリンク214が、駆動軸部231及び駆動軸部232によって矢印230a或いは矢印230bの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム200は、旋回することができる。
Further, the
ここで、ロボットアーム200の第2のアーム220は、上述したように、角度θ203(図7参照)が角度θ202より大きくなるように、常に第4のリンク224が基準軸200aに対して傾けられているので、従来のロボットアーム900(図20参照)の第2のアーム920(図20参照)と比較して、第1のアーム910とともに伸長するときに、図6に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
Here, as described above, in the
仮に第2のアーム220が、図9(a)に示すように、従来のロボットアーム900(図20参照)の第2のアーム920(図20参照)と同様に角度θ203(図7参照)が角度θ202以下の0°である場合、第2のアーム220は、伸長しているときに基準軸200aに略直交する方向の力F201が加えられると、第3のリンク221及び第4のリンク224に、それぞれ力F201の分力である力F202及び力F203が加えられる。
As shown in FIG. 9A, the
しかしながら、本実施の形態に係る第2のアーム220は、図9(b)に示すように、角度θ203が角度θ202よりも大きいので、図9(a)に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸200aに略直交する方向の力F201が加えられると、第3のリンク221に力F201の分力であり、図9(a)に示す力F202より小さい力F204が加えられ、第4のリンク224に力F201の分力であり、図9(a)に示す力F203より小さい力F205が加えられる。
However, the
なお、以上においては、伸長している第2のアーム220に、基準軸200aに略直交する方向の力F201が加えられる場合について説明したが、伸長している第2のアーム220に、基準軸200aに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、第2のアーム220は、従来のロボットアーム900(図20参照)の第2のアーム920(図20参照)と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
In the above description, the case where the force F 201 in the direction substantially orthogonal to the
以上説明したように、ロボットアーム200の第2のアーム220は、従来のロボットアーム900(図20参照)の第2のアーム920(図20参照)と比較して、第1のアーム210とともに伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
As described above, the
また、ロボットアーム200の第2のアーム220は、第4のリンク223、224が基準軸200aに対して傾けられているので、第1のアーム210とともに伸長するときに、従来のロボットアーム900(図20参照)の第2のアーム920(図20参照)と比較して、外部の温度変化によるリンクの伸縮、各リンクなど部品の加工誤差、又は、各部品の組立誤差が基準軸200aに略平行又は略直交する方向以外の方向に分散される。
Further, the
したがって、ロボットアーム200は、従来のロボットアーム900(図20参照)と比較して、伸長しているときのハンド252の位置決め精度を向上することができる。
Therefore, the
なお、ロボットアーム200は、角度θ203(図7参照)として、角度θ202より大きい任意の角度を設定することができる。
The
例えば、ロボットアーム200は、第1のアーム210及び第2のアーム220が最も伸長するときに、第3のリンク221及び第4のリンク224が互いに略直交するように角度θ203(図7参照)が設定されても良い。
For example, the
ところで、長さの異なる2本のリンクにおいて、加工誤差の長さが同一である場合、長いリンクの方が短いリンクよりも全長に占める加工誤差の割合が小さい。 By the way, in the case of two links having different lengths, when the length of the machining error is the same, the ratio of the machining error in the total length of the long link is smaller than that of the short link.
したがって、ロボットアーム200は、図10に示すように、第4のリンク223、224(図6参照)に代えて、第4のリンク223、224よりも長く互いに略平行な第4のリンク225、226(第2のアームの第2のリンク)を有する場合、図6に示す場合と比較して、第4のリンク225、226の加工誤差に起因する第2のアーム220の変形が小さく、第1のアーム210及び第2のアーム220が伸長しているときにハンド252が基準軸200aに沿ってより直線的に移動することができる。
Therefore, as shown in FIG. 10, the
また、ロボットアーム200は、図10に示すように、第4のリンク223、224(図6参照)に代えて、第4のリンク223、224よりも長く互いに略平行な第4のリンク225、226を有する場合、図6に示す場合と比較して、第2のアーム220の各リンクが太くされるための空間が確保できるので、駆動軸部231及び駆動軸部232の回転軸の延在方向の厚みが増やされることなく、第2のアーム220のリンクが太くされることによって、第2のアーム220の変形がより小さくされ、第1のアーム210及び第2のアーム220が伸長しているときにハンド252の駆動軸部231及び駆動軸部232の回転軸の延在方向の剛性を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 10, the
なお、連動部240は、本実施の形態において、2つの四節回転連鎖から構成されていたが、本発明によれば、基準軸200aに対する第1のアーム210及び第2のアーム220の角度θ201、θ202が互いに略同一となるように、第1のアーム210及び第2のアーム220を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の2つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
(第3の実施の形態)
まず、第3の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
In this embodiment, the interlocking
(Third embodiment)
First, the configuration of the robot arm according to the third embodiment will be described.
図11において、本実施の形態に係るロボットアーム300は、互いに略平行な一対の第1のリンク311、312と、互いに略平行な一対の第2のリンク313、314とを有する四節回転連鎖からなる第1のアーム310を備えている。
In FIG. 11, the
また、ロボットアーム300は、互いに略平行な一対の第3のリンク321、322と、互いに略平行な一対の第4のリンク323、324とを有する四節回転連鎖からなり、第1のアーム310の一端側で第1のアーム310に回転可能に連結される第2のアーム320を備えている。
The
ここで、第3のリンク321、322は、第1のリンク311、312と等長である。また、第4のリンク323は、第2のリンク313に一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム300は、第1のリンク311を矢印330a或いは矢印330bの示す方向に回転させる駆動軸部331と、第2のリンク314を矢印330a或いは矢印330bの示す方向に回転させる駆動軸部332とを有し、所定の基準軸300a(所定の軸線)に対して第1のリンク311、312が傾くように、第1のアーム310の他端側で第1のアーム310を回転可能に支持する支持部330を備えている。
Further, the
また、ロボットアーム300は、互いに略等長である一対の第5のリンク341、342(第1の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク343、344(第2の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第1の四節回転連鎖)と、互いに略等長である一対の第7のリンク345、346(第3の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク347、348(第4の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第2の四節回転連鎖)とからなり、基準軸300aに対する第1のアーム310及び第2のアーム320の角度θ301、θ302が互いに略同一となるように、第1のアーム310及び第2のアーム320を連動させる連動部340を備えている。
The
ここで、第5のリンク341及び第8のリンク347は、それぞれ第3のリンク321及び第1のリンク311に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク343及び第7のリンク345は、互いに等長であり、第2のリンク313及び第4のリンク323に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク342及び第8のリンク348は、互いに一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム300は、一端側が第4のリンク324に一体に形成されるアーム351と、アーム351の他端側に装着され、ワークを載置するハンド352とを備えている。
The
なお、ハンド352は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
In this embodiment, the
仮に、図12(a)に示すように、第5のリンク341の軸線341aと、第3のリンク321の軸線321aとが略同一であり、第8のリンク347の軸線347aと、第1のリンク311の軸線311aとが略同一であるように、第5のリンク341及び第8のリンク347が配置されているとすると、第5のリンク341は第6のリンク343に対して角度θ303傾けられる。
As shown in FIG. 12A, the
しかしながら、本実施の形態に係る第5のリンク341は、図12(b)に示すように、第6のリンク343に対して角度θ303及び角度θ304を合計した角度傾いている。
However, as shown in FIG. 12B, the
ここで、第5のリンク341は、第6のリンク343に対して、第1のアーム310及び第2のアーム320が収縮するときに矢印330aの示す方向に回転するようになっている。
Here, the
以上に説明したことを換言すると、図12(b)に示す第5のリンク341は、図12(a)に示す場合と比較して、第6のリンク343に対して第1のアーム310及び第2のアーム320の収縮時に回転する方向(矢印330aの示す方向)に角度θ304だけ余計に傾けられ、第5のリンク341の軸線341aが第2のアーム320の第3のリンク321の軸線321aに対して角度θ304だけ傾いている。
In other words, the
次に、本実施の形態に係るロボットアームの動作について説明する。 Next, the operation of the robot arm according to the present embodiment will be described.
第1のリンク311が、駆動軸部331によって、角度θ301が変化するように第2のリンク314に対して矢印330a或いは矢印330bの示す方向に回転させられると、ロボットアーム300は、第1のアーム310及び第2のアーム320が屈曲し、図11に示す伸長状態から図13に示す収縮状態までの間の状態に変化することができる。また、図13に示す収縮状態からさらに収縮させることも可能である。
When the
また、第1のリンク311及び第2のリンク314が、駆動軸部331及び駆動軸部332によって矢印330a或いは矢印330bの示す同一の方向に同量回転することによって、ロボットアーム300は、旋回することができる。
Further, the
ここで、ロボットアーム300の連動部340は、上述したように、第5のリンク341が、図12(b)に示すように、図12(a)に示す場合と比較して、第6のリンク343に対して第1のアーム310及び第2のアーム320の収縮時に回転する方向(矢印330aの示す方向)に角度θ304傾けられているので、従来のロボットアーム900(図20参照)の連動部940(図20参照)と比較して、第1のアーム310及び第2のアーム320が伸長するときに、図11に示すように、四節回転連鎖が潰れた形状となり難い。
Here, as described above, the interlocking
仮に連動部340が、図12(a)に示すように、従来のロボットアーム900(図20参照)の連動部940(図20参照)と同様に、第5のリンク341の軸線341aと、第3のリンク321の軸線321aとが略同一であり、第8のリンク347の軸線347aと、第1のリンク311の軸線311aとが略同一であるように、第5のリンク341及び第8のリンク347が配置されている場合、連動部340は、伸長しているときに図14(a)に示すように基準軸300aに略直交する方向の力F301が加えられると、第5のリンク341及び第6のリンク344に、それぞれ力F301の分力である力F302及び力F303が加えられる。
As shown in FIG. 12A, the interlocking
しかしながら、本実施の形態に係る連動部340は、第5のリンク341が、図12(b)に示すように、図12(a)に示す場合と比較して矢印330aの示す方向に角度θ304傾けられているので、図14(a)に示す場合と同様に伸長しているときに基準軸300aに略直交する方向の力F301が加えられると、図14(b)に示すように、第5のリンク341に力F301の分力であり、図14(a)に示す力F302より小さい力F304が加えられ、第6のリンク344に力F301の分力であり、図14(a)に示す力F303より小さい力F305が加えられる。
However, in the interlocking
なお、以上においては、第1のアーム310及び第2のアーム320が伸長しているときの連動部340に、基準軸300aに略直交する方向の力F301が加えられる場合について説明したが、第1のアーム310及び第2のアーム320が伸長しているときの連動部340に、基準軸300aに略平行な方向の力が加えられる場合も同様に、連動部340は、従来のロボットアーム900(図20参照)の連動部940(図20参照)と比較して、各リンクに加えられる力が小さくなる。
In the above description, the case where the force F 301 in the direction substantially orthogonal to the
以上説明したように、ロボットアーム300の連動部340は、従来のロボットアーム900(図20参照)の連動部940(図20参照)と比較して、第1のアーム310及び第2のアーム320が伸長するときに各リンクに加えられる力が小さいので、外力によって変形し難い。
As described above, the interlocking
したがって、ロボットアーム300は、従来のロボットアーム900(図20参照)と比較して、伸長しているときのハンド352の位置決め精度を向上することができる。
Therefore, the
なお、ロボットアーム300は、角度θ304(図12参照)として、任意の角度が設定されることができる。
The
例えば、ロボットアーム300は、第1のアーム310及び第2のアーム320が最も伸長するときに、第5のリンク341、342の双方が互いに略平行であるように角度θ304が設定されても良い。
For example, in the
また、図12(b)に示す連動部340は、第2のリンク313の軸線313aと、第6のリンク343の軸線343aとが略同一であるように、第1のアーム310及び第2のアーム320に取り付けられていたが、ロボットアーム300は、連動部340の第1のアーム310及び第2のアーム320への取り付けられ方として、図12(b)に示す取り付けられ方以外にも様々な取り付けられ方が設定されることができる。
In addition, the interlocking
例えば、連動部340は、図15(a)に示すように、第3のリンク321の軸線321aと、第5のリンク341の軸線341aとが略同一であるように、第1のアーム310及び第2のアーム320に取り付けられても良いし、図15(b)に示すように、第1のリンク311の軸線311aと、第8のリンク347の軸線347aとが略同一であるように、第1のアーム310及び第2のアーム320に取り付けられても良い。
For example, as shown in FIG. 15A, the interlocking
また、ロボットアーム300は、本実施の形態において、連動部340を備えていたが、本発明によれば、連動部340以外にも、例えば、図16(a)に示すような連動部360や、図17(a)に示すような連動部370など、2つの四節回転連鎖から構成されている連動部を備えていても良い。
In addition, the
図16(a)に示す連動部360について説明する。
The interlocking
図16(a)において、連動部360は、互いに略等長である一対の第5のリンク361、362(第1の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク363、364(第2の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第1の四節回転連鎖)と、互いに略等長である一対の第7のリンク365、366(第3の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク367、368(第4の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第2の四節回転連鎖)とからなり、基準軸300aに対する第1のアーム310(図11参照)及び第2のアーム320(図11参照)の角度θ301、θ302(図11参照)が互いに略同一となるように、第1のアーム310及び第2のアーム320を連動させるようになっている。
In FIG. 16A, the interlocking
ここで、第5のリンク361及び第8のリンク367は、それぞれ第1のリンク311及び第3のリンク322に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク363及び第7のリンク365は、第2のリンク313及び第4のリンク323に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク362及び第8のリンク368は、互いに等長であり、一体に形成されて固定されている。
Here, the
仮に、図16(b)に示すように、第5のリンク361の軸線361aと、第1のリンク311の軸線311aとが略同一であり、第8のリンク367の軸線367aと、第3のリンク322の軸線322aとが略同一であるように、第5のリンク361及び第8のリンク367が配置されているとすると、第5のリンク361は第6のリンク363に対して角度θ305傾けられる。
As shown in FIG. 16B, the
しかしながら、図16(a)に示す第5のリンク361は、第6のリンク363に対して角度θ305から角度θ306を差し引いた角度傾いている。
However, the
ここで、第5のリンク361は、第6のリンク363に対して、第1のアーム310(図11参照)及び第2のアーム320(図11参照)が収縮するときに矢印330bの示す方向に回転するようになっている。
Here, the
以上に説明したことを換言すると、図16(a)に示す第5のリンク361は、図16(b)に示す場合と比較して、第6のリンク363に対して第1のアーム310(図11参照)及び第2のアーム320(図11参照)の収縮時に回転する方向(矢印330bの示す方向)に角度θ306傾けられている。
In other words, the
図17(a)に示す連動部370について説明する。
The interlocking
図17(a)において、連動部370は、互いに略等長である一対の第5のリンク371、372(第1の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク373、374(第2の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第1の四節回転連鎖)と、互いに略等長である一対の第7のリンク375、376(第3の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク377、378(第4の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第2の四節回転連鎖)とからなり、基準軸300aに対する第1のアーム310(図11参照)及び第2のアーム320(図11参照)の角度θ301、θ302(図11参照)が互いに略同一となるように、第1のアーム310及び第2のアーム320を連動させるようになっている。
In FIG. 17A, the interlocking
ここで、第5のリンク371及び第8のリンク377は、それぞれ第3のリンク322及び第1のリンク311に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク373及び第7のリンク375は、第2のリンク313及び第4のリンク323に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク372及び第8のリンク378は、一体に形成されて固定されている。
Here, the
仮に、図17(b)に示すように、第5のリンク371の軸線371aと、第3のリンク322の軸線322aとが略同一であり、第8のリンク377の軸線377aと、第1のリンク311の軸線311aとが略同一であるように、第5のリンク371及び第8のリンク377が配置されているとすると、第5のリンク371は第6のリンク373に対して角度θ307傾けられる。
As shown in FIG. 17B, the
しかしながら、図17(a)に示す第5のリンク371は、第6のリンク373に対して角度θ307から角度θ308を差し引いた角度傾いている。
However, the
ここで、第5のリンク371は、第6のリンク373に対して、第1のアーム310(図11参照)及び第2のアーム320(図11参照)が収縮するときに矢印330aの示す方向に回転するようになっている。
Here, the
以上に説明したことを換言すると、図17(a)に示す第5のリンク371は、図17(b)に示す場合と比較して、第6のリンク373に対して第1のアーム310(図11参照)及び第2のアーム320(図11参照)の収縮時に回転する方向(矢印330aの示す方向)に角度θ308傾けられている。
(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係るロボットアームの構成について説明する。
In other words, the
(Fourth embodiment)
A configuration of a robot arm according to the fourth embodiment will be described.
図18及び図19において、本実施の形態に係るロボットアーム400は、互いに略平行な一対の第1のリンク411、412と、互いに略平行な一対の第2のリンク413、414とを有する四節回転連鎖からなる第1のアーム410を備えている。
18 and 19, the
また、ロボットアーム400は、互いに略平行な一対の第3のリンク421、422と、互いに略平行な一対の第4のリンク423、424とを有する四節回転連鎖からなり、第1のアーム410の一端側で第1のアーム410に回転可能に連結される第2のアーム420を備えている。
The
ここで、第3のリンク421、422は、第1のリンク411、412と等長である。また、第4のリンク423は、第2のリンク413に一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム400は、第1のリンク411を矢印430a或いは矢印430bの示す方向に回転させる駆動軸部431と、第2のリンク414を矢印430a或いは矢印430bの示す方向に回転させる駆動軸部432とを有し、所定の基準軸400a(所定の軸線)に対して第1のリンク411、412が傾くように、第1のアーム410の他端側で第1のアーム410を回転可能に支持する支持部430を備えている。
Further, the
また、ロボットアーム400は、互いに略等長である一対の第5のリンク441、442(第1の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第6のリンク443、444(第2の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第1の四節回転連鎖)と、互いに略等長である一対の第7のリンク445、446(第3の連動リンク)と、互いに略等長であり交差する一対の第8のリンク447、448(第4の連動リンク)とを有する四節回転連鎖(第2の四節回転連鎖)とからなり、基準軸400aに対する第1のアーム410及び第2のアーム420の角度θ401、θ402が互いに略同一となるように、第1のアーム410及び第2のアーム420を連動させる連動部440を備えている。
The
ここで、第5のリンク441及び第8のリンク447は、それぞれ第3のリンク421及び第1のリンク411に一体に形成されて固定されている。また、第6のリンク443及び第7のリンク445は、互いに等長であり、第2のリンク413及び第4のリンク423に一体に形成されて固定されている。また、第5のリンク442及び第8のリンク448は、互いに一体に形成されて固定されている。
Here, the
また、ロボットアーム400は、一端側が第4のリンク424に一体に形成されるアーム451と、アーム451の他端側に装着され、ワークを載置するハンド452とを備えている。
The
なお、ハンド452は、本実施の形態において、ワークを載置するタイプのものであるが、本発明によれば、ワークを把持するタイプのものなど、その作業内容に応じて公知の各種タイプのものが任意に使用されることが可能である。
In this embodiment, the
また、ロボットアーム400は、以下の3つの特徴を兼ね備えている。
The
(特徴1)ロボットアーム400は、第1の実施の形態に係るロボットアーム100(図1参照)と同様に、第1のアーム410が伸長するときに回転する方向(矢印430aの示す方向)の基準軸400aに対する第2のリンク414の軸線414aの角度θ403(但し、0°以上180°未満の角度である。)が、第1のアーム410が伸長するときに回転する方向(矢印430aの示す方向)の基準軸400aに対する第1のリンク411の軸線411aの角度θ401(但し、0°以上180°未満の角度である。)より大きくなるように、常に第2のリンク414が支持部430の駆動軸部432によって基準軸400aに対して傾けられている。
(Characteristic 1) The
(特徴2)ロボットアーム400は、第2の実施の形態に係るロボットアーム200(図6参照)と同様に、第2のアーム420が伸長するときに回転する方向(矢印430bの示す方向)の基準軸400aに対する第4のリンク424の軸線424aの角度θ404(但し、0°以上180°未満の角度である。)が、第2のアーム420が伸長するときに回転する方向(矢印430bの示す方向)の基準軸400aに対する第3のリンク421の軸線421aの角度θ402(但し、0°以上180°未満の角度である。)より大きくなるように、常に第4のリンク424が基準軸400aに対して傾けられている。
(Characteristic 2) Like the robot arm 200 (see FIG. 6) according to the second embodiment, the
(特徴3)ロボットアーム400は、第3の実施の形態に係るロボットアーム300(図11参照)と同様に、第5のリンク441及び第8のリンク447が、それぞれ第3のリンク421及び第1のリンク411と軸線が略同一になるように配置されている場合と比較して、第5のリンク441が、第6のリンク443に対して、第1のアーム410及び第2のアーム420の収縮時に回転する方向(矢印430aの示す方向)に角度θ405傾けられている。
(Feature 3) As with the robot arm 300 (see FIG. 11) according to the third embodiment, the
以上の構成により、ロボットアーム400は、第1の実施の形態に係るロボットアーム100(図1参照)や、第2の実施の形態に係るロボットアーム200(図6参照)や、第3の実施の形態に係るロボットアーム300(図11参照)と同様に動作を行うことができ、第1の実施の形態に係るロボットアーム100(図1参照)や、第2の実施の形態に係るロボットアーム200(図6参照)や、第3の実施の形態に係るロボットアーム300(図11参照)と同様な効果を得ることができる。
With the above configuration, the
なお、ロボットアーム400は、本実施の形態において、特徴1、2、3の3つを兼ね備えていたが、本発明によれば、特徴1、2、3のうち何れか2つを兼ね備えているだけでも良い。
In the present embodiment, the
特に、ロボットアーム400が、特徴1、2、3のうち特徴1、2だけを兼ね備えている場合、連動部440は、基準軸400aに対する第1のアーム410及び第2のアーム420の角度θ401、θ402が互いに略同一となるように、第1のアーム410及び第2のアーム420を連動させる機構であれば、本実施の形態において示した連動部以外の2つの四節回転連鎖による機構や、同期歯車を使用した機構や、ベルト及びプーリを使用した機構など、他の公知の機構から構成されていても良い。
In particular, when the
100 ロボットアーム
100a 基準軸
110 第1のアーム
111、112 第1のリンク(第1のアームの第1のリンク)
111a 軸線
113、114 第2のリンク(第1のアームの第2のリンク)
114a 軸線
115、116 第2のリンク(第1のアームの第2のリンク)
120 第2のアーム
121、122 第3のリンク
123、124 第4のリンク
130 支持部
140 連動部
200 ロボットアーム
200a 基準軸
210 第1のアーム
211、212 第1のリンク
213、214 第2のリンク
220 第2のアーム
221、222 第3のリンク(第2のアームの第1のリンク)
221a 軸線
223、224 第4のリンク(第2のアームの第2のリンク)
224a 軸線
225、226 第4のリンク(第2のアームの第2のリンク)
230 支持部
240 連動部
300 ロボットアーム
300a 基準軸(所定の軸線)
310 第1のアーム
311、312 第1のリンク(第1のアーム)
311a 軸線
313、314 第2のリンク
313a 軸線
320 第2のアーム
321、322 第3のリンク(第2のアーム)
321a 軸線
322a 軸線
323、324 第4のリンク
330 支持部
340 連動部
341、342 第5のリンク(第1の連動リンク)
341a 軸線
343、344 第6のリンク(第2の連動リンク)
343a 軸線
345、346 第7のリンク(第3の連動リンク)
347、348 第8のリンク(第4の連動リンク)
347a 軸線
360 連動部
361、362 第5のリンク(第1の連動リンク)
361a 軸線
363、364 第6のリンク(第2の連動リンク)
365、366 第7のリンク(第3の連動リンク)
367、368 第8のリンク(第4の連動リンク)
367a 軸線
370 連動部
371、372 第5のリンク(第1の連動リンク)
371a 軸線
373、374 第6のリンク(第2の連動リンク)
375、376 第7のリンク(第3の連動リンク)
377、378 第8のリンク(第4の連動リンク)
377a 軸線
400 ロボットアーム
400a 基準軸(所定の軸線)
410 第1のアーム
411、412 第1のリンク(第1のアーム)
411a 軸線
413、414 第2のリンク
414a 軸線
420 第2のアーム
421、422 第1のリンク(第2のアーム)
421a 軸線
423、424 第2のリンク
424a 軸線
430 支持部
440 連動部
441、442 第5のリンク(第1の連動リンク)
443、444 第6のリンク(第2の連動リンク)
445、446 第7のリンク(第3の連動リンク)
447、448 第8のリンク(第4の連動リンク)
100
120
230
310
321a Axis 322a
347, 348 Eighth link (fourth link)
365, 366 Seventh link (third interlocking link)
367, 368 Eighth link (fourth link)
375, 376 Seventh link (third interlocking link)
377, 378 Eighth link (fourth link)
410
443, 444 Sixth link (second interlocking link)
445, 446 Seventh link (third interlocking link)
447, 448 Eighth link (fourth link)
Claims (4)
前記連動部は、一方が前記第1のアーム及び第2のアームのうち一方のアームの一端部に一体に固定され、互いに等長である一対の第1の連動リンクと、それぞれ第1の連動リンクに回動可能に連結され、互いに等長であり交差する一対の第2の連動リンクとを有する第1の四節回転連鎖と、一方が前記第2の連動リンクの片方と共に1本のリンクを形成するよう該第2の連動リンクの片方に一体に固定され、互いに等長である一対の第3の連動リンクと、それぞれ第3の連動リンクに回動可能に連結されるとともに一方が前記第1のアーム及び第2のアームのうち他方のアームの一端部に一体に固定され、他方が前記第1の連動リンクのうち他方の連動リンクと共に1本のリンクを形成するよう該第1の連動リンクのうち他方の連動リンクに一体に固定され、互いに等長であり交差する一対の第4の連動リンクとを有する第2の四節回転連鎖とからなり、
前記一方の第1の連動リンクと前記一方の第4の連動リンクとのうち少なくとも一方は、前記第1のアーム及び第2のアームのうち一体に固定されている相手側のアームに対して、該アームの両端を結ぶ軸線から外れるよう該軸線に対し傾けて固定されていることを特徴とするロボットアーム。 A robot arm comprising a first arm and a second arm that are rotatably connected to each other, and an interlocking part that rotates the first arm and the second arm in conjunction with each other,
The interlocking portion, one of which is integrally fixed to one end of one arm of said first and second arms, and a pair of first interlock link is equal lengths, the first interlocking respectively A first four-joint rotating chain that is pivotally connected to the link and has a pair of second interlocking links that are equal in length and intersect with each other, and one link with one of the second interlocking links A pair of third interlocking links fixed to one side of the second interlocking link so as to form the same, and being connected to the third interlocking link so as to be rotatable, one of which is the above-mentioned The first arm and the second arm are integrally fixed to one end of the other arm, and the other of the first interlocking links forms one link with the other interlocking link . The other link in the link Integrally fixed to consists of a second quadric crank chain having a pair of fourth interlocking link crossing a equal lengths,
At least one of the one first interlocking link and the one fourth interlocking link is a fixed arm of the first arm and the second arm that is integrally fixed , robot arm characterized in that it is fixed inclined with respect to said axis so as to deviate from the axis connecting the two ends of 該A over arm.
前記一方の第1の連動リンクは、前記第1のアーム及び第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記第1のアーム及び第2のアームのうち一方のアームと共に該アームの前記伸長状態側への回転方向に回転し、
前記一方の第4の連動リンクは、前記第1のアーム及び第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記第1のアーム及び第2のアームのうち他方のアームと共に該アームの前記伸長状態側への回転方向に回転し、
前記一方の第1の連動リンクと前記一方の第4の連動リンクとのうち少なくとも一方は、前記第1のアーム及び第2のアームのうち一体に固定されている相手側のアームに対して、該アームの前記収縮状態側への回転方向に傾けて固定されていることを特徴とする請求項1に記載のロボットアーム。 The first arm and the second arm are changed to an extended state in which the first arm and the second arm are extended in the direction of a predetermined axis and a contracted state in which the first arm and the second arm are contracted in the direction of the predetermined axis.
The one first interlocking link, together with one of the first arm and the second arm, when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state, Rotate in the direction of rotation of the arm toward the extended state ,
When the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state, the one fourth interlocking link is coupled with the other arm of the first arm and the second arm. Rotate in the direction of rotation of the arm toward the extended state ,
At least one of the one first interlocking link and the one fourth interlocking link is a fixed arm of the first arm and the second arm that is integrally fixed , The robot arm according to claim 1, wherein the robot arm is fixed while being tilted in a rotation direction toward the contracted state side of the arm.
前記第1のアームの一端側に回転可能に連結された第2のアームと、
前記第1のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記第1のアーム及び第2のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、
前記第1のアーム及び前記第2のアームの間に、前記基準軸に対して前記第1のアームの第1のリンクがなす角度と前記基準軸に対して前記第2のアームがなす角度とを常に同一にするように、前記第1のアーム及び前記第2のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、
前記第1のアームの前記第1のリンクは、前記第1のアーム及び前記第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、
前記第1のアームの第2のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられていることを特徴とするロボットアーム。 A first arm composed of a four-node rotating chain having a pair of first links parallel to each other and a pair of second links parallel to each other;
A second arm rotatably connected to one end of the first arm;
A support portion that rotatably supports the other end side of the first arm,
A robot arm that changes into an extended state extended in a direction of a predetermined reference axis and a contracted state contracted in the direction of the reference axis by rotation of the first arm and the second arm;
An angle formed by the first link of the first arm with respect to the reference axis and an angle formed by the second arm with respect to the reference axis between the first arm and the second arm So that the first arm and the second arm rotate in conjunction with the direction of extension and contraction,
The first link of the first arm is on one side of the rotation direction so as to approach the reference axis when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state. While rotating
The robot arm according to claim 1, wherein the second link of the first arm is inclined to one side in the rotation direction with respect to the reference axis.
互いに平行な一対の第1のリンクと互いに平行な一対の第2のリンクとを有する四節回転連鎖からなり、前記第1のアームの一端側に回転可能に連結された第2のアームと、
前記第1のアームの他端側を回転可能に支持する支持部と、を備え、
前記第1のアーム及び第2のアームの回転により、所定の基準軸の方向に伸長した伸長状態及び前記基準軸の方向に収縮した収縮状態に変化するロボットアームであって、
前記第1のアーム及び前記第2のアームの間に、前記基準軸に対して前記第1のアームがなす角度と前記基準軸に対して前記第2のアームの第1のリンクがなす角度とを常に同一にするように、前記第1のアーム及び前記第2のアームを前記伸長及び収縮の方向に連動して回転させる連動部が介在し、
前記第2のアームの第1のリンクは、前記第1のアーム及び前記第2のアームが前記収縮状態から前記伸長状態に変化するとき、前記基準軸に接近するよう回転方向の一方側に回転する一方、
前記第2のアームの第2のリンクは、前記基準軸に対して前記回転方向の一方側に傾けられていることを特徴とするロボットアーム。 A first arm;
A second arm consisting of a four-bar rotating chain having a pair of first links parallel to each other and a pair of second links parallel to each other, and rotatably connected to one end of the first arm;
A support portion that rotatably supports the other end side of the first arm,
A robot arm that changes into an extended state extended in a direction of a predetermined reference axis and a contracted state contracted in the direction of the reference axis by rotation of the first arm and the second arm;
An angle formed by the first arm with respect to the reference axis between the first arm and the second arm, and an angle formed by the first link of the second arm with respect to the reference axis So that the first arm and the second arm rotate in conjunction with the direction of extension and contraction,
The first link of the second arm rotates to one side in the rotational direction so as to approach the reference axis when the first arm and the second arm change from the contracted state to the extended state. While
The robot arm according to claim 2, wherein the second link of the second arm is inclined to one side in the rotation direction with respect to the reference axis.
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