JP5965128B2 - 産業用ロボットの手首構造、及びその組付け方法 - Google Patents
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Description
手首構造1は、その先端部に塗装用ガン、溶接用ガンや工具等のアタッチメントを取付可能に構成されている産業用ロボット2(図2参照)に備わっている。産業用ロボット2は、例えば多関節ロボットであり、前記アタッチメントを任意の位置に移動させて作業するようになっている。産業用ロボット2は、その先端側にアーム2a(図2参照)を有しており、このアーム2aの先端部に図1に示すような手首構造1が設けられている。
図1〜3に示すように、手首構造1は、3つの筒状の連結部材11〜13を有している。
第1連結部材11は、側面視で大略三角形状になっており、一方の開口部11aの開口方向(つまり、開口面の法線方向、図3参照)A1と他方の開口部11bの開口方向A2(図3参照)との成す角度αが鈍角、本実施形態では約120度になっている。また、第1連結部材11内には、側面視で円弧状の管状部14が形成されている。管状部14は、その中に第1連通路14aを有しており、この第1連通路14aによって2つの開口部11a,11bが繋がっている。また、一方の開口部11aを規定する一方の開口端部11eには、関節体15を介して第2連結部材12が回動可能に設けられており、他方の開口部11bには、後述するように産業用ロボット2のアーム2aの先端部が挿入されている。
関節体15は、大略円環状の部材であり、一方の開口部11aに部分的に挿入するようにして一方の開口端部11eに設けられている。関節体15は、外側環状部材21と、中央環状部材22と、内側環状部材23とを有している。固定部材である外側環状部材21は、その内周部に外側軸受部材25を保持するための円環状の部材である。外側環状部材21の外周面は、第1連結部材11の外周面と略面一になっており、その内周部に円環状の外側軸受部材25が内嵌されている。更に詳細に説明すると、外側環状部材21は、2つの円環状の保持部21a,21bを有しており、その2つの保持部21a,21bがその軸線が略一致するように一方の開口端部11eに重ねて設けられている。この2つの保持部21a,21bは、それらを貫通する複数のボルト24によって一方の開口端部11eに締結されている。また、各保持部21a,21bの内周部には、半径方向内に突出する突起部分が形成されている。この突起部分の間には、外側軸受部材25が介在しており、保持部21a、21bを一方の開口端部11eに締結することで外側軸受部材25の外縁部が突起部分によって挟持されている。そして、この外側軸受部材25には、中央環状部材22が内嵌されており、外側軸受部材25を介して中央環状部材22が外側環状部材21に設けられている。
第2連結部材12は、第1連結部材11と同様に側面視で大略三角形状に形成されており、一方の開口部12aの開口方向(つまり、開口面の法線方向)B1と他方の開口部12b(図1の下側の開口部)の開口方向B2との成す角度βが鈍角、本実施形態では約120度になっている。また、第2連結部材12内には、側面視で円弧状の管状部16が形成されており、管状部16は、その中に2つの開口部12a,12bを繋ぐ第2連通路16aを有している。
第3連結部材13の基端部分は、軸受保持部材31内に挿入されており、回動部材34の外周部と共に先端側軸受部材32の内縁部を挟持している。また、第3連結部材13は、その中の第3連通路13aが回動部材34の内部空間と繋がるように互いの軸線を略一致させるようにして配置されており、複数のボルト35によって回動部材34の先端部に締結されている(図9も参照)。なお、このボルト35は、第3連結部材13の内側に設けられており、ボルト35を通す孔も外側に表出していない。他方、第3連結部材13の先端部分には、図示しないアタッチメント等が着脱可能に取付けられる。
また、回動部材34の内周部の基端側(つまり、アーム2a側)の部分は、その残余の部分より大径になっており、そこには第2連結部材12の管状部16の一方の開口端部16bが挿入されている。回動部材34は、その基端部(つまり、アーム2a側の端部)に第2傘歯車37を有しており、第2傘歯車37の外周縁には、周方向全周にわたって傘状の歯部37aが形成されている。この第2傘歯車37は、一方の開口端部16bを囲むように位置している。管状部16の周りには、他方の開口部12bと一方の開口部12aとを繋ぐ断面C字状の第1連通空間38が形成されており、この第1連通空間38に位置する第2傘歯車37の一部が第2連結部材12の一方の開口部12aに位置している。そして、この一方の開口部12aには、関節体15を構成する内側環状部材23が位置している。
このように構成された第1及び第4傘歯車26,41の歯部26a,41aの一部は、他方の開口部11bに位置しており、他方の開口部11bには、アーム2aが部分的に挿入されている。
以下では、手首構造1を組立ててアーム2aに取付ける手首構造1の組付け方法について、図4を参照しながら説明する。
上述の形態では、3つの筒状の連結部材11〜13がアームの基端から先端に向かって順に連結されるよう構成されている。しかしながら、3つの筒状の連結部材11〜13の連結構造自体には方向性はない。従って、例えば、回転駆動力の伝達構造を除いて、3つの筒状の連結部材11〜13がアームの先端から基端に向かって順に連結されるよう構成されても構わない。また、例えば、第2連結部材12に事前に第3連結部材13を取付けておき、その第2連結部材12を第1連結部材11に取付けた関節体15に取付けるという順序で連結してもよい。但し、この場合には、回転駆動力の伝達構造が、アームの基端から先端に向かって回転駆動力が伝達されるよう構成され、また、3つの筒状の連結部材11〜13がアームの基端から先端に向かって順に細くなるよう構成される等、適宜、修正されることは言うまでもない。
1a 連通路
2 ロボット
2a アーム
11 第1連結部材
11a 一方の開口部
11b 他方の開口部
11e 一方の開口端部
12 第2連結部材
12a 一方の開口部
12b 他方の開口部
12c 他方の開口端部
12d フランジ部
13 第3連結部材
13b フランジ部
15 関節体
21 外側環状部材
22 中央環状部材
23 内側環状部材
24 ボルト
26 第1傘歯車
26a 歯部
28 第1通し孔
29 ボルト
30 第2通し孔
31 軸受保持部材
33 ボルト
34 回動部材
35 ボルト
36 第3通し孔
41 第4傘歯車
41a 歯部
Claims (4)
- アームの先端部に取付けられ、前記アームからその先端まで連続した通路を有する産業用ロボットの手首構造であって、
筒状に形成されている第1連結部材と、
前記第1連結部材の一方の開口端部に固定された環状の固定部材、及び前記固定部材の内側に回動可能に設けられた環状の第1回動部材を有する関節体と、
筒状に形成され、その内部空間が前記第1連結部材の内部空間と繋がるよう前記関節体の第1回動部材に締結されている第2連結部材と、
前記第1回動部材と前記第2連結部材とを締結する第1締結部材とを備え、
前記第1連結部材は、前記一方の開口部及びそれと異なる他方の開口部を両端部に夫々有し、且つ前記一方の開口部及びそれとは異なる他方の開口部の開口方向の成す角度が鈍角になるように形成され、
前記第1回動部材及び前記第2連結部材には、前記第1回動部材から前記第2連結部材に達する有底の第1通し孔が複数形成され、
前記複数の第1通し孔は、前記第2連結部材から所定方向に延びる軸線に沿って延在し、
前記第1連結部材は、前記複数の第1通し孔のうち一部の第1通し孔は、その軸線が前記他方の開口部内を通過するように前記他方の開口部から表出するよう形成され、且つ前記第2連結部材を前記第1連結部材に対して相対的に回動させることで前記複数の第1通し孔が順番に前記他方の開口部から表出するよう構成され、
前記第1締結部材は、前記第1通し孔に前記第1回動部材の他方の開口部から通されている、産業用ロボットの手首構造。 - 前記第1回動部材の内側に回動可能に設けられている第2回動部材と、
筒状に形成され、その内部空間が前記第2連結部材の内部空間と繋がるよう前記第2連結部材に回動可能に設けられ、且つ前記第2回動部材に連動して回転する第3連結部材と、
前記第1回動部材及び前記第2回動部材を回動させるための回動駆動ユニットとを備え、
前記第1回動部材は、前記回動駆動ユニットからの動力が伝達される第1歯車部を有し、
前記第2回動部材は、前記回動駆動ユニットからの動力が伝達される第2歯車部を有し、
前記第1締結部材は、前記第1歯車部と前記第2歯車部との間に配置されている、請求項1に記載の産業用ロボットの手首構造。 - 前記固定部材を前記第1連結部材に締結して固定する第2締結部材を備え、
前記第1連結部材は、前記他方の開口部を有する端部がアームの先端に取り付けられ、
前記固定部材及び前記第1連結部材には、前記固定部材から前記第1連結部材の一方の開口部に達する有底の第2通し孔が形成され、
前記第2連結部材は、前記第2通し孔を覆う被覆部を有している、請求項1又は2に記載の産業用ロボットの手首構造。 - アームの先端部に取付けられ、前記アームからその先端まで連続した通路を有する産業用ロボットの手首構造であって、筒状に形成されている第1連結部材と、前記第1連結部材の一方の開口端部に固定された環状の固定部材、及び前記固定部材の内側に回動可能に設けられた環状の第1回動部材を有する関節体と、筒状に形成され、その内部空間が前記第1連結部材の内部空間と繋がるよう前記関節体の第1回動部材に締結されている第2連結部材と、前記第1回動部材と前記第2連結部材とを締結する第1締結部材とを備え、前記第1連結部材は、前記一方の開口部及びそれと異なる他方の開口部を両端部に夫々有し、且つ前記一方の開口部及びそれとは異なる他方の開口部の開口方向の成す角度が鈍角になるように形成され、前記第1回動部材及び前記第2連結部材には、前記第1回動部材から前記第2連結部材に達する有底の第1通し孔が複数形成され、前記複数の第1通し孔は、前記第2連結部材から所定方向に延びる軸線に沿って延在し、前記第1連結部材は、前記複数の第1通し孔のうち一部の第1通し孔は、その軸線が前記他方の開口部内を通過するように前記他方の開口部から表出するよう形成され、且つ前記第2連結部材を前記第1連結部材に対して相対的に回動させることで前記複数の第1通し孔が順番に表出するよう構成され、前記第1締結部材は、前記第1通し孔に前記第1回動部材の他方の開口部から通されている産業用ロボットの手首構造の組付け方法において、
前記第1連結部材に固定された前記第1回動部材の第1通し孔に前記第1締結部材を通して前記第1回動部材と前記第2連結部材とを締結する締結工程と、
前記締結工程後に前記第1連結部材を前記アームの先端部に連結する連結工程とを有し、
前記締結工程では、前記第2連結部材を前記第1連結部材に対して相対回動させて前記複数の第1通し孔を順番に前記他方の開口部から表出させ、表出する前記第1通し孔に前記第1締結部材を順番に通して前記第1回動部材と前記第2連結部材とを締結するようになっている、産業用ロボットの手首構造の組付け方法。
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