JP5976400B2 - Robot joint - Google Patents

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Description

本発明は、関節体駆動用の駆動ユニットを内蔵するロボットの関節体に関する。   The present invention relates to a joint body of a robot incorporating a drive unit for driving a joint body.

多関節体を有するロボットが、非常停止作動時や停電時等の何らかの異常により停止した際に、姿勢を保持できずに各関節体が自重で垂れ下がると、関節体がロボットの周囲に存在する物に当接してしまい危険である。このため、一般的にロボットには、姿勢保持用のブレーキが設けられている。   When a robot with a multi-joint body stops due to some abnormality such as an emergency stop operation or power failure, if the joint body hangs under its own weight without being able to maintain its posture, the joint bodies are present around the robot It is dangerous to come into contact with. For this reason, the robot is generally provided with a posture holding brake.

例えば、特許文献1には、無励磁ブレーキを備えた産業用ロボットが開示されている。この産業用ロボットの関節体には、当該無励磁ブレーキとモータと減速機とから構成された駆動ユニットが設けられている。そして、減速機の入力軸はモータのモータ軸に直列に接続されている。また、減速機の入力軸は当該減速機を貫通してモータと反対側へ延びており、この入力軸の延設した部分に無励磁ブレーキが取り付けられている。
関節体を回動させてロボットを作動させる場合は、無励磁ブレーキに電流を供給して制動バネの付勢力に抗してアーマチュアをステータに向けて吸引し、ブレーキディスクからアーマチュアを離間させることでブレーキを解除する。即ち、ブレーキを解除している状態では、無励磁ブレーキに常時、電流が供給されている。一方、非常停止や停電等により電流の供給が停止された場合には、制動バネの付勢力によりアーマチュアがブレーキディスクに押し付けられてブレーキが作動する。これにより、ロボットの姿勢を保持することができる。
For example, Patent Document 1 discloses an industrial robot having a non-excitation brake. The joint body of this industrial robot is provided with a drive unit composed of the non-excitation brake, a motor, and a speed reducer. The input shaft of the speed reducer is connected in series with the motor shaft of the motor. The input shaft of the speed reducer extends through the speed reducer to the opposite side of the motor, and a non-excitation brake is attached to the extended portion of the input shaft.
When operating the robot by rotating the joint body, the current is supplied to the non-excited brake, the armature is attracted toward the stator against the biasing force of the braking spring, and the armature is separated from the brake disc. Release the brake. That is, when the brake is released, current is constantly supplied to the non-excitation brake. On the other hand, when the supply of current is stopped due to an emergency stop or a power failure, the armature is pressed against the brake disc by the urging force of the braking spring, and the brake is activated. Thereby, the posture of the robot can be maintained.

また、特許文献2には、モータと減速機とブレーキとがそれぞれ別体から構成され、並列に配置されたロボットが開示されている。このロボットのブレーキは、ブレーキ軸がモータのモータ軸と平行になるようにモータの側方に配置されており、ブレーキのブレーキ軸とモータのモータ軸とは、第1の無端ベルトにて連結されている。また、減速機は、ブレーキと反対側のモータの側方に設けられており、減速機の入力軸とモータのモータ軸とは、第2の無端ベルトにて連結されている。したがって、モータとブレーキと減速機とが並列に3列となるように配置されている。   Patent Document 2 discloses a robot in which a motor, a speed reducer, and a brake are separately formed and arranged in parallel. The brake of this robot is arranged on the side of the motor so that the brake shaft is parallel to the motor shaft of the motor, and the brake shaft of the brake and the motor shaft of the motor are connected by a first endless belt. ing. The speed reducer is provided on the side of the motor opposite to the brake, and the input shaft of the speed reducer and the motor shaft of the motor are connected by a second endless belt. Therefore, the motor, the brake, and the speed reducer are arranged in three rows in parallel.

特開平6−285785号公報JP-A-6-285785 特開2010−94749号公報JP 2010-94749 A

しかしながら、特許文献1に記載の産業用ロボットでは、関節体が回動する際には、無励磁ブレーキに常時、電流が供給されているため、ブレーキが発熱して高温となる。そして、この熱がモータに伝わることでモータへの熱負荷が増加し、故障の原因となってしまう場合があった。
また、この産業用ロボットでは、モータと減速機とブレーキとが、モータ軸の軸方向に直列に接続されているため、モータ軸の軸方向で関節体の長さが長くなってしまう。このため、この産業用ロボットは、関節体の外方に減速機及びブレーキが突出した突出部を有している。このような突出部を有するロボットは、人が近づかない場所に設置される産業用ロボットとしては利用可能である。しかしながら、自走して人に近付いたり、人と共存して動作する作業用ロボットやアミューズメント用ロボット等は、人が突出部に衝突して怪我をするおそれがあるため、突出部を有することは好ましくない。
However, in the industrial robot described in Patent Document 1, when the joint body rotates, current is always supplied to the non-excitation brake, so the brake generates heat and becomes high temperature. And when this heat is transmitted to the motor, the heat load on the motor increases, which may cause a failure.
Further, in this industrial robot, since the motor, the speed reducer, and the brake are connected in series in the axial direction of the motor shaft, the length of the joint body is increased in the axial direction of the motor shaft. For this reason, this industrial robot has the protrusion part which the reduction gear and the brake protruded to the outward of the joint body. A robot having such a protruding portion can be used as an industrial robot installed in a place where a person cannot approach. However, work robots and amusement robots that run on their own and move in close proximity to humans may collide with the protrusions and injure people. It is not preferable.

一方、特許文献2に記載のロボットでは、モータと減速機とブレーキとが並列に3列となるように配置されているため、モータ軸直交方向の関節体の長さが長くなってしまう。したがって、関節体の小型化が困難であるという問題点があった。   On the other hand, in the robot described in Patent Document 2, since the motor, the speed reducer, and the brake are arranged in three rows in parallel, the length of the joint body in the direction orthogonal to the motor axis is increased. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the joint body.

そこで本発明は、上述したような従来技術の状況の下になされた発明であって、モータへの熱負荷を低減し、且つ、小型化が可能なロボットの関節体を提供することを目的としている。   Accordingly, the present invention is an invention made under the above-described state of the art, and it is an object of the present invention to provide a joint body of a robot that can reduce the thermal load on the motor and can be miniaturized. Yes.

本発明は、上述したような従来技術における課題を解決するために発明されたものであって、本発明のロボットの関節体は、モータの出力軸と、前記出力軸と平行に配置されたブレーキ軸と、前記出力軸と前記ブレーキ軸の一端部とを連結して前記モータの回動を前記ブレーキ軸に伝達する伝達機構と、前記ブレーキ軸の中央部が貫装され、前記ブレーキ軸の回動を減速して被駆動部材に伝達する中空の減速機と、前記ブレーキ軸の他端部が貫装され、前記ブレーキ軸を制動する中空の電磁ブレーキと、を備え、前記ロボットの関節体は、モータの出力軸と、当該出力軸と平行に配置されたブレーキ軸と、中空の減速機及び電磁ブレーキとを備えるともに、該減速機と電磁ブレーキとを直列に配置し、且つモータと並列に減速機及び電磁ブレーキを配置し、減速機及び電磁ブレーキをモータと別体として設けるとともに、モータと並列に減速機及び電磁ブレーキを配置し、更に1本のブレーキ軸に減速機及び電磁ブレーキが同軸に取り付けられ、減速機及び電磁ブレーキをモータと並列に2列となるように配置したことを特徴とするロボットの関節体にある。 The present invention was invented in order to solve the above-described problems in the prior art, and the joint body of the robot according to the present invention includes a motor output shaft and a brake disposed in parallel with the output shaft. A transmission mechanism that connects the shaft, the output shaft, and one end of the brake shaft to transmit the rotation of the motor to the brake shaft, and a central portion of the brake shaft is penetrated, and the brake shaft rotates. a hollow reduction gear for transmitting the driven member to decelerate the movement, the other end of the brake shaft is fitted through, and a hollow electromagnetic brake for braking the brake shaft, the joint body of the robot An output shaft of the motor, a brake shaft arranged parallel to the output shaft, a hollow speed reducer and an electromagnetic brake, the speed reducer and the electromagnetic brake arranged in series, and in parallel with the motor Reducer and electromagnetic blur The speed reducer and the electromagnetic brake are provided separately from the motor, the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in parallel with the motor, and the speed reducer and the electromagnetic brake are coaxially attached to one brake shaft. A reduction joint and an electromagnetic brake are arranged in two rows in parallel with a motor.

上記ロボットの関節体は、モータの出力軸と、当該出力軸と平行に配置されたブレーキ軸と、中空の減速機及び電磁ブレーキとを備えている。そして、この構成では減速機と電磁ブレーキとを直列に配置し、且つモータと並列に減速機及び電磁ブレーキを配置している。このように、減速機及び電磁ブレーキをモータと別体として設けるとともに、モータと並列に減速機及び電磁ブレーキを配置したため、特許文献1に記載の関節体よりもモータ軸方向の関節体の長さを短くすることができる。
また、1本のブレーキ軸に減速機及び電磁ブレーキが同軸に取り付けられているので、減速機及び電磁ブレーキをモータと並列に2列となるように配置してもモータ軸直交方向の関節体の長さを短くすることができる。したがって、モータと電磁ブレーキと減速機とが並列に3列となるように配置された特許文献2に記載の関節体よりも、モータ軸直交方向の関節体の長さを短くすることができる。
上述したように、モータのモータ軸方向及びモータ軸直交方向の関節体の長さを共に短くすることができるので、関節体を小型化することができる。また、関節体の小型化が可能となることで、設計の自由度が増し、美的外観に優れた関節体を設計することができる。
さらに、モータと別体に電磁ブレーキを設けたので、電磁ブレーキの熱がモータに伝わることを防止できる。これにより、モータへの熱負荷を低減することができる。
また、被駆動部材の作動端が減速機の出力部の外周に接続されているので、出力部の回動によって被駆動部材を回動させることができる。
The joint body of the robot includes an output shaft of a motor, a brake shaft arranged in parallel with the output shaft, a hollow speed reducer, and an electromagnetic brake. In this configuration, the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in series, and the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in parallel with the motor. As described above, the speed reducer and the electromagnetic brake are provided separately from the motor, and the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in parallel with the motor. Therefore, the length of the joint body in the motor axial direction is longer than the joint body described in Patent Document 1. Can be shortened.
In addition, since the speed reducer and the electromagnetic brake are coaxially attached to one brake shaft, even if the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in two rows in parallel with the motor, the joint body in the direction orthogonal to the motor axis The length can be shortened. Therefore, the length of the joint body in the direction orthogonal to the motor axis can be made shorter than the joint body described in Patent Document 2 in which the motor, the electromagnetic brake, and the speed reducer are arranged in three rows in parallel.
As described above, since the length of the joint body in the motor axis direction and the motor axis orthogonal direction of the motor can be shortened, the joint body can be reduced in size. In addition, since the joint body can be downsized, the degree of freedom in design is increased, and a joint body having an excellent aesthetic appearance can be designed.
Furthermore, since the electromagnetic brake is provided separately from the motor, the heat of the electromagnetic brake can be prevented from being transmitted to the motor. Thereby, the thermal load to a motor can be reduced.
In addition, since the operating end of the driven member is connected to the outer periphery of the output unit of the speed reducer, the driven member can be rotated by rotating the output unit.

また、前記電磁ブレーキは、非通電時に前記ブレーキ軸を制動して前記ブレーキ軸の回動を停止させる無励磁ブレーキであってもよい。   The electromagnetic brake may be a non-excitation brake that brakes the brake shaft and stops rotation of the brake shaft when power is not supplied.

このように、無励磁ブレーキを備えているため、非常停止や停電等により電流の供給が停止された場合には、制動バネの付勢力によりアーマチュアがブレーキディスクに押し付けられてブレーキが作動する。これにより、ロボットの姿勢を保持することができる。   As described above, since the non-excitation brake is provided, when the supply of current is stopped due to an emergency stop or a power failure, the armature is pressed against the brake disc by the urging force of the brake spring, and the brake is activated. Thereby, the posture of the robot can be maintained.

また、前記電磁ブレーキは、ブレーキコイルを内包して前記減速機の前記出力部に接続されたステータと、前記ブレーキ軸の他端部に固定されたブレーキディスクと、前記ブレーキコイルへの通電によって制動バネの付勢力に反して前記ステータに吸引されて前記ブレーキディスクとの間に隙間を形成し、且つ非通電時に前記制動バネの付勢力によって前記ブレーキディスクに押圧されて前記ブレーキ軸を制動するアーマチュアと、を備えており、
前記電磁ブレーキの前記ステータは、前記減速機の前記出力部とともに回動して前記ブレーキ軸に対して相対的に回動可能としてもよい。
The electromagnetic brake is braked by energizing the brake coil, including a stator enclosing a brake coil and connected to the output portion of the speed reducer, a brake disc fixed to the other end of the brake shaft, and the brake coil. An armature that is attracted to the stator against the biasing force of a spring to form a gap with the brake disk and that is pressed against the brake disk by the biasing force of the brake spring when not energized to brake the brake shaft And,
The stator of the electromagnetic brake may rotate together with the output unit of the speed reducer so as to be rotatable relative to the brake shaft.

このように、電磁ブレーキのステータが減速機の出力部に接続されているため、電磁ブレーキを支持するフレーム等の支持材が不要となる。これによって、関節体を小型化することができる。   Thus, since the stator of the electromagnetic brake is connected to the output part of the speed reducer, a support material such as a frame that supports the electromagnetic brake is not necessary. Thereby, a joint body can be reduced in size.

また、前記減速機は、前記ブレーキ軸と同心に設けられて前記ブレーキ軸と一体に回動可能な入力部と、前記入力部を囲む内歯を内周面に有するとともに回動不能なリング状の固定部と、前記内歯と異なる歯数で前記内歯と噛み合う外歯を外周面に有し、前記入力部の回動を減速して出力する前記出力部とを有し、
前記ブレーキ軸は、前記減速機の前記入力部内、前記固定部内及び前記出力部内に貫装されていてもよい。
The speed reducer is provided with an input portion that is concentric with the brake shaft and can rotate integrally with the brake shaft, and has an inner tooth surrounding the input portion on the inner peripheral surface and a non-rotatable ring shape. The outer portion of the fixed portion and the outer teeth meshing with the inner teeth with a number of teeth different from the inner teeth, and the output portion that decelerates and outputs the rotation of the input portion,
The brake shaft may be inserted into the input portion, the fixed portion, and the output portion of the speed reducer.

このように、出力部の外歯と固定部の内歯とは歯数が異なるため、入力部の回転を減速して出力部に出力することができる。
また、減速機は、入力部を囲うように固定部が設けられ、且つ固定部の内歯に外歯が噛み合うように出力部が配置されているので、ブレーキ軸の軸方向長さを短くすることができる。
Thus, since the external teeth of the output unit and the internal teeth of the fixed unit are different in number of teeth, the rotation of the input unit can be decelerated and output to the output unit.
In addition, since the speed reducer is provided with a fixed portion so as to surround the input portion, and the output portion is disposed so that the external teeth mesh with the internal teeth of the fixed portion, the axial length of the brake shaft is shortened. be able to.

本発明によれば、モータへの熱負荷を低減し、且つ、小型化が可能なロボットの関節体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the thermal joint to a motor can be reduced and the joint body of the robot which can be reduced in size can be provided.

本発明の実施形態に係る多関節体を有するロボットの全体を示す模式的な斜視図である。It is a typical perspective view showing the whole robot which has a multi-joint body concerning an embodiment of the present invention. 本実施形態に係る第1関節体の片側のカバーケースを取り外した状態を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the state which removed the cover case of the one side of the 1st joint body which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る駆動ユニットを示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the drive unit which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る第1関節体の正断面図である。It is a front sectional view of the 1st joint object concerning this embodiment. 本発明の思想を適用した遊星歯車減速機の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the planetary gear speed reducer to which the thought of this invention is applied. 図4のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of FIG.

以下、本発明の実施形態について、図面に基づいてより詳細に説明する。
ただし、本発明の範囲は以下の実施形態に限定されるものではない。以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限り、本発明の範囲をそれにのみ限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in more detail based on the drawings.
However, the scope of the present invention is not limited to the following embodiments. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the following embodiments are merely illustrative examples and are not intended to limit the scope of the present invention only unless otherwise specified.

図1は、本発明の実施形態に係る多関節体を有するロボットの全体を示す模式的な斜視図である。
図1に示すように、ロボット1は、基台2と、第1関節体3と、第2関節体4と、第3関節体5と、第4関節体6と、第5関節体7と、を備えている。
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an entire robot having an articulated body according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the robot 1 includes a base 2, a first joint body 3, a second joint body 4, a third joint body 5, a fourth joint body 6, and a fifth joint body 7. It is equipped with.

ロボット1の基台2は、自走可能な走行装置8に固定されている。なお、ロボット1の基台2は床や架台等に固定されていてもよい。
また、第1関節体3は、基台2上に支持されており、鉛直な回転軸Aを中心に回動自在である。第1関節体3は、基台2内に設置された駆動ユニット(図示しない)によって回動する。
The base 2 of the robot 1 is fixed to a traveling device 8 capable of self-running. Note that the base 2 of the robot 1 may be fixed to a floor, a frame, or the like.
Further, the first joint body 3 is supported on the base 2 and is rotatable about a vertical rotation axis A. The first joint body 3 is rotated by a drive unit (not shown) installed in the base 2.

第2関節体4は、その基端が第1関節体3に支持されており、水平な回転軸Bを中心に回動自在である。第2関節体4は、第1関節体3内に設置された駆動ユニット10によって回動する。   The second joint body 4 has a base end supported by the first joint body 3 and is rotatable about a horizontal rotation axis B. The second joint body 4 is rotated by a drive unit 10 installed in the first joint body 3.

第3関節体5は、その基端が第2関節体4に支持されており、水平な回転軸Cを中心に回動自在である。第3関節体5は、第2関節体4内に設置された駆動ユニット11によって回動する。   The base end of the third joint body 5 is supported by the second joint body 4 and is rotatable about a horizontal rotation axis C. The third joint body 5 is rotated by a drive unit 11 installed in the second joint body 4.

第4関節体6は、第3関節体5に支持されており、回転軸Dを中心に回動自在である。第4関節体6は、第3関節体5内に設置された駆動ユニット(図示しない)によって回動する。   The fourth joint body 6 is supported by the third joint body 5 and is rotatable about the rotation axis D. The fourth joint body 6 is rotated by a drive unit (not shown) installed in the third joint body 5.

第5関節体7は、その基端が第4関節体6に支持されており、回転軸Eを中心に回動自在である。第5関節体7は、第4関節体6内に設置された駆動ユニット12によって回動する。また、第5関節体7は、物を把持可能な把持部13を備えている。   The fifth joint body 7 has a base end supported by the fourth joint body 6 and is rotatable about a rotation axis E. The fifth joint body 7 is rotated by a drive unit 12 installed in the fourth joint body 6. Further, the fifth joint body 7 includes a grip portion 13 that can grip an object.

なお、本実施形態では、第1関節体3から第5関節体7までの5つの関節体を用いた場合について説明したが、この数に限定されるものでは無く、設計等により適宜決定することができる。   In this embodiment, the case where five joint bodies from the first joint body 3 to the fifth joint body 7 are used has been described. However, the number of joint bodies is not limited to this number. Can do.

第1関節体3、第2関節体4及び第4関節体6内にそれぞれ設置された駆動ユニット10、11、12は、ほぼ同じ構成を有している。したがって、以下では、代表例として第1関節体3内に設置された駆動ユニット10について説明し、第2関節体4及び第4関節体6内にそれぞれ設置された駆動ユニット11、12についての説明は省略する。   The drive units 10, 11, and 12 installed in the first joint body 3, the second joint body 4, and the fourth joint body 6 have substantially the same configuration. Therefore, in the following, the drive unit 10 installed in the first joint body 3 will be described as a representative example, and the drive units 11 and 12 installed in the second joint body 4 and the fourth joint body 6 respectively. Is omitted.

<駆動ユニット10について>
図2は、本実施形態に係る第1関節体3の片側のカバーケースを取り外した状態を示す斜視図である。
図2に示すように、第1関節体3は、駆動ユニット10と、フレーム14と、駆動ユニット10及びフレーム14を収容するカバーケース23と、を備えている。
フレーム14は、基台2(図1参照)によって回動可能に支持され、駆動ユニット10を構成する機器を支持する。
<About the drive unit 10>
FIG. 2 is a perspective view showing a state in which the cover case on one side of the first joint body 3 according to the present embodiment is removed.
As shown in FIG. 2, the first joint body 3 includes a drive unit 10, a frame 14, and a cover case 23 that houses the drive unit 10 and the frame 14.
The frame 14 is rotatably supported by the base 2 (see FIG. 1), and supports the devices constituting the drive unit 10.

図3は、本実施形態に係る駆動ユニット10を示す概念図である。また、図4は、本実施形態に係る第1関節体3の正断面図である。
図3及び図4に示すように、駆動ユニット10は、モータ20と、電磁ブレーキ21と、減速機22と、電磁ブレーキ21及び減速機22内に貫装されたブレーキ軸25と、を備えている。
FIG. 3 is a conceptual diagram showing the drive unit 10 according to the present embodiment. FIG. 4 is a front sectional view of the first joint body 3 according to the present embodiment.
As shown in FIGS. 3 and 4, the drive unit 10 includes a motor 20, an electromagnetic brake 21, a speed reducer 22, and a brake shaft 25 penetrating the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22. Yes.

モータ20は、フレーム14の下部に支持されて、カバーケース23内に収容されている。このモータ20は、エンコーダー24を有するサーボモータであり、図示しない制御装置の制御指令に応じてモータ軸29を回転させる。   The motor 20 is supported by the lower part of the frame 14 and is accommodated in the cover case 23. The motor 20 is a servo motor having an encoder 24, and rotates a motor shaft 29 according to a control command of a control device (not shown).

ブレーキ軸25は、モータ軸29と平行に配置されている。このブレーキ軸25は、フレーム14に支持された一端部25aと、減速機22が同心に設けられた中央部25bと、電磁ブレーキ21が同心に設けられた他端部25cと、から構成されている。したがって、電磁ブレーキ21及び減速機22は同軸、且つ直列に配置されている。
ブレーキ軸25は、他端部25cから一端部25aへ向かうにしたがって階段状に直径が大きくなるように形成されている。具体的には、中央部25bの直径は、他端部25cの直径よりも大きく形成されている。また、一端部25aの直径は、中央部25bの直径よりも大きく形成されている。
The brake shaft 25 is disposed in parallel with the motor shaft 29. The brake shaft 25 includes an end portion 25a supported by the frame 14, a central portion 25b provided with the speed reducer 22 concentrically, and another end portion 25c provided with the electromagnetic brake 21 concentrically. Yes. Therefore, the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are coaxially arranged in series.
The brake shaft 25 is formed so that its diameter increases stepwise from the other end 25c toward the one end 25a. Specifically, the diameter of the center part 25b is formed larger than the diameter of the other end part 25c. Moreover, the diameter of the one end part 25a is formed larger than the diameter of the center part 25b.

次に、減速機22について説明する。本発明に係る減速機22について説明する前に、減速機22の理解を容易にするために図5を用いて本発明の思想を適用した遊星歯車減速機の一例について説明する。その後、本発明に係る減速機22について説明する。なお、図5に記載の遊星歯車減速機は、本実施形態で使用している減速機22とは異なるものである。
図5に示すように、遊星歯車減速機50は、モータからの動力を伝達する入力軸51と、当該入力軸51が貫装されたサンギア52(減速機22の入力部32に相当)とを備えている。入力軸51を回転させることにより、サンギア52が回転する。
入力軸51は、モータ(図示しない)からの動力を伝達する一端部51A(減速機22のブレーキ軸25の一端部25aに相当)と、モータと反対側に突出した他端部51B(減速機22のブレーキ軸25の中央部25b、他端部25cに相当)とから構成される。
Next, the speed reducer 22 will be described. Before describing the speed reducer 22 according to the present invention, an example of a planetary gear speed reducer to which the concept of the present invention is applied will be described with reference to FIG. 5 in order to facilitate understanding of the speed reducer 22. Thereafter, the speed reducer 22 according to the present invention will be described. Note that the planetary gear speed reducer shown in FIG. 5 is different from the speed reducer 22 used in the present embodiment.
As shown in FIG. 5, the planetary gear speed reducer 50 includes an input shaft 51 that transmits power from the motor, and a sun gear 52 (corresponding to the input portion 32 of the speed reducer 22) through which the input shaft 51 is inserted. I have. By rotating the input shaft 51, the sun gear 52 rotates.
The input shaft 51 includes one end 51A (corresponding to one end 25a of the brake shaft 25 of the speed reducer 22) that transmits power from a motor (not shown), and the other end 51B (speed reducer) that protrudes on the opposite side of the motor. 22 corresponding to the central portion 25b and the other end portion 25c of the brake shaft 25).

また、遊星歯車減速機50は、サンギア52の外周面にそれぞれ噛合して配設された複数個のプラネタリギア53(減速機22の出力部31に相当)と、複数個のプラネタリギア53を自転および公転自在に支持するプラネタリキャリア54(減速機22の出力部31に相当)と、全てのプラネタリギア53の外側に配置されるとともに、各プラネタリギア53に噛合して配設されたリングギア55(減速機22の固定部33に相当)と、を備えている。
遊星歯車減速機50は、入力軸51を回転させることにより、サンギア52が回転するとともに、プラネタリギア53が自転しながらサンギア52の周囲を公転する。係る場合に、プラネタリキャリア54もプラネタリギア53の公転方向に回転する。ここで、リングギア55は固定されているため、回転しない。
プラネタリキャリア54に形成されたシャフト孔57を入力軸51の他端部51Bが貫通している。
The planetary gear speed reducer 50 rotates a plurality of planetary gears 53 (corresponding to the output portion 31 of the speed reducer 22) and a plurality of planetary gears 53 that are respectively meshed with the outer peripheral surface of the sun gear 52. And a planetary carrier 54 (corresponding to the output unit 31 of the speed reducer 22) that is supported so as to be capable of revolving, and a ring gear 55 that is disposed outside all the planetary gears 53 and meshed with each planetary gear 53. (Corresponding to the fixed portion 33 of the speed reducer 22).
The planetary gear reducer 50 rotates the input shaft 51 to rotate the sun gear 52 and revolve around the sun gear 52 while the planetary gear 53 rotates. In such a case, the planetary carrier 54 also rotates in the revolution direction of the planetary gear 53. Here, since the ring gear 55 is fixed, it does not rotate.
The other end 51B of the input shaft 51 passes through the shaft hole 57 formed in the planetary carrier 54.

続いて、減速機22について図4及び図6を用いて説明する。図6は、図4のA−A断面図である。
図4及び図6に示すように、減速機22は、入力部32と、フレーム14に固定されて入力部32を囲むリング状の固定部33と、入力部32及び固定部33と協働して入力部32の回転を減速して出力する出力部31と、を備えている。
減速機22の入力部32内、固定部33内及び出力部31内にブレーキ軸25が貫装されている。
Subsequently, the speed reducer 22 will be described with reference to FIGS. 4 and 6. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG.
As shown in FIGS. 4 and 6, the speed reducer 22 cooperates with the input unit 32, the ring-shaped fixing unit 33 that is fixed to the frame 14 and surrounds the input unit 32, and the input unit 32 and the fixing unit 33. And an output unit 31 that decelerates and outputs the rotation of the input unit 32.
A brake shaft 25 is inserted in the input portion 32, the fixed portion 33, and the output portion 31 of the speed reducer 22.

ブレーキ軸25が貫装された入力部32は、ブレーキ軸25にボルト39にて固定されるとともに、ブレーキ軸25と同心に設けられている。これにより、ブレーキ軸25と一体に回転可能である。
入力部32は、ブレーキ軸25に固定され、楕円形状の外周面を有するカム部材45と、カム部材45の外周面に嵌合された内輪44と、内輪44に沿って配列された複数の球体37と、を有している。
The input portion 32 through which the brake shaft 25 is inserted is fixed to the brake shaft 25 with bolts 39 and is provided concentrically with the brake shaft 25. Thereby, it can rotate integrally with the brake shaft 25.
The input portion 32 is fixed to the brake shaft 25 and has a cam member 45 having an elliptical outer peripheral surface, an inner ring 44 fitted to the outer peripheral surface of the cam member 45, and a plurality of spheres arranged along the inner ring 44. 37.

また、固定部33は、複数の球体37を囲む内歯33aを内周面に有している。
そして、出力部31は、内歯33aと噛み合う外歯38aを有するキャリア部34と、キャリア部34に接続されたカップ形状のハブ35とから構成されている。
キャリア部34は、球体37と内歯33aとの間に配置されて内輪44と協働して球体37を挟持するとともに、内歯33aと異なる歯数を有して内歯33aと噛み合う外歯38aを外周面に有するリング状の弾性変形可能な外輪38を有する。
そして、キャリア部34に形成されたシャフト孔34aをブレーキ軸25が貫通している。
The fixing portion 33 has inner teeth 33a surrounding the plurality of spheres 37 on the inner peripheral surface.
The output portion 31 includes a carrier portion 34 having external teeth 38a that mesh with the internal teeth 33a, and a cup-shaped hub 35 connected to the carrier portion 34.
The carrier part 34 is arranged between the sphere 37 and the inner teeth 33a, cooperates with the inner ring 44 to sandwich the sphere 37, and has external teeth that have a different number of teeth from the inner teeth 33a and mesh with the inner teeth 33a. A ring-shaped elastically deformable outer ring 38 having an outer peripheral surface 38a.
The brake shaft 25 passes through the shaft hole 34 a formed in the carrier portion 34.

入力部32は楕円形状のカム部材45を有しているので、球体37を挟持する外輪38も楕円形状を有することとなる。即ち、キャリア部34も楕円形状の外周面を有する。このため、キャリア部34の長軸部分の外歯38aが固定部33の内歯33aと噛み合い、短軸部分の外歯38aが固定部33の内歯33aから離れた状態となる。係る状態で、固定部33を固定し、入力部32を回動させると、キャリア部34の外輪38は弾性変形して、キャリア部34の外歯38aと固定部33の内歯33aとの噛み合い位置が順次周方向へ移動することとなる。そして、入力部32が1回転すると、キャリア部34の外歯38aと固定部33の内歯33aとは歯数が異なるため、入力部32の回転を減速してキャリア部34に出力することができる。   Since the input unit 32 includes the elliptical cam member 45, the outer ring 38 that sandwiches the sphere 37 also has an elliptical shape. That is, the carrier part 34 also has an elliptical outer peripheral surface. For this reason, the outer teeth 38 a of the major axis portion of the carrier portion 34 mesh with the inner teeth 33 a of the fixing portion 33, and the outer teeth 38 a of the minor axis portion are separated from the inner teeth 33 a of the fixing portion 33. In this state, when the fixing portion 33 is fixed and the input portion 32 is rotated, the outer ring 38 of the carrier portion 34 is elastically deformed so that the outer teeth 38a of the carrier portion 34 and the inner teeth 33a of the fixing portion 33 mesh. The position sequentially moves in the circumferential direction. When the input unit 32 rotates once, the external teeth 38a of the carrier unit 34 and the internal teeth 33a of the fixed unit 33 have different numbers of teeth, so the rotation of the input unit 32 can be decelerated and output to the carrier unit 34. it can.

キャリア部34に接続されているハブ35は、ブレーキ軸25によって貫通されたリング状の端壁35aと、端壁35aの外周縁部から減速機22と反対側に延設された筒状の側壁35bと、を備えており、カップ形状を有している。
ハブ35は、軸受36によりブレーキ軸25に対して回動可能に支持されている。そして、ハブ35の内側には電磁ブレーキ21が収容されている。
The hub 35 connected to the carrier part 34 includes a ring-shaped end wall 35a penetrated by the brake shaft 25, and a cylindrical side wall extending from the outer peripheral edge of the end wall 35a to the side opposite to the speed reducer 22. 35b, and has a cup shape.
The hub 35 is supported by a bearing 36 so as to be rotatable with respect to the brake shaft 25. The electromagnetic brake 21 is accommodated inside the hub 35.

電磁ブレーキ21は、モータ20と別体に構成され、ブレーキ軸25の他端部25cと同心に設けられている。この電磁ブレーキ21は、ハブ35に固定されたステータ19と、ステータ19に内包されたブレーキコイル26と、アーマチュア27と、環状のブレーキディスク28と、図示しない制動バネと、を備えている。本実施形態では、電磁ブレーキ21として無励磁ブレーキを用いた。   The electromagnetic brake 21 is configured separately from the motor 20 and is provided concentrically with the other end portion 25 c of the brake shaft 25. The electromagnetic brake 21 includes a stator 19 fixed to a hub 35, a brake coil 26 included in the stator 19, an armature 27, an annular brake disk 28, and a brake spring (not shown). In the present embodiment, a non-excitation brake is used as the electromagnetic brake 21.

ブレーキディスク28は、ブレーキ軸25の他端部25cと同心に設けられており、ブレーキ軸25とともに回動可能である。
電磁ブレーキ21を開放する場合には、ブレーキコイル26へ電流を供給し、制動バネの付勢力に抗してアーマチュア27をステータ19に向けて吸引し、ブレーキディスク28からアーマチュア27を離間させる。これにより、ブレーキ軸25が回転自在となる。
一方、電磁ブレーキ21を作動させる場合には、ブレーキコイル26への電流の供給を停止し、制動バネの付勢力によりアーマチュア27をブレーキディスク28に押圧させることでブレーキ軸25の回動を防止する。
The brake disc 28 is provided concentrically with the other end portion 25 c of the brake shaft 25, and can be rotated together with the brake shaft 25.
When opening the electromagnetic brake 21, current is supplied to the brake coil 26, the armature 27 is attracted toward the stator 19 against the biasing force of the braking spring, and the armature 27 is separated from the brake disk 28. Thereby, the brake shaft 25 becomes rotatable.
On the other hand, when the electromagnetic brake 21 is operated, the supply of current to the brake coil 26 is stopped, and the armature 27 is pressed against the brake disk 28 by the urging force of the brake spring to prevent the brake shaft 25 from rotating. .

電磁ブレーキ21のステータ19は、ハブ35に固定されているため、ブレーキ軸25に相対的に回動可能である。ステータ19を介して電磁ブレーキ21をハブ35に固定することで、電磁ブレーキ21を支持するフレームが不要となる。   Since the stator 19 of the electromagnetic brake 21 is fixed to the hub 35, it can be rotated relative to the brake shaft 25. By fixing the electromagnetic brake 21 to the hub 35 via the stator 19, a frame for supporting the electromagnetic brake 21 becomes unnecessary.

ハブ35の外周に第2関節体4の基端(作動端に相当)が接続されている。ハブ35が回動することにより、第2関節体4は、ブレーキ軸25(上記回転軸Bに相当)を中心として回動する。
本実施形態では、減速機22として、株式会社ハーモニックドライブシステムズ社製の中空の減速機を用いたが、これに限定されるものではなく、図5に示すような遊星歯車減速機50を用いてもよい。
A proximal end (corresponding to an operating end) of the second joint body 4 is connected to the outer periphery of the hub 35. As the hub 35 rotates, the second joint body 4 rotates about the brake shaft 25 (corresponding to the rotation shaft B).
In the present embodiment, a hollow speed reducer manufactured by Harmonic Drive Systems Co., Ltd. was used as the speed reducer 22, but is not limited to this, and a planetary gear speed reducer 50 as shown in FIG. 5 is used. Also good.

モータ20のモータ軸29とブレーキ軸25とは、動力を伝達するプーリー機構(伝達機構に相当)40にて連結されている。プーリー機構40は、モータ20のモータ軸29に固着された第1プーリー41と、ブレーキ軸25の一端部25aに固着された第2プーリー42と、第1プーリー41及び第2プーリー42に係合する無端ベルト43と、を備えている。
無端ベルト43として、第1プーリー41及び第2プーリー42と当接する面に凸状の歯部を有するタイミングベルトを用いる。これにより、無端ベルト43はスリップすることが無い。したがって、効率良く動力を伝達することができる。
また、第2プーリー42の直径は、第1プーリー41の直径よりも大きく形成されている。これにより、モータ20の回転数を減少させることができる。
The motor shaft 29 and the brake shaft 25 of the motor 20 are connected by a pulley mechanism (corresponding to a transmission mechanism) 40 that transmits power. The pulley mechanism 40 is engaged with the first pulley 41 fixed to the motor shaft 29 of the motor 20, the second pulley 42 fixed to one end portion 25 a of the brake shaft 25, and the first pulley 41 and the second pulley 42. And an endless belt 43.
As the endless belt 43, a timing belt having a convex tooth portion on a surface contacting the first pulley 41 and the second pulley 42 is used. Thereby, the endless belt 43 does not slip. Therefore, power can be transmitted efficiently.
The diameter of the second pulley 42 is formed larger than the diameter of the first pulley 41. Thereby, the rotation speed of the motor 20 can be reduced.

<駆動ユニット10の動作について>
次に、第2関節体4を回動及び停止させる際の駆動ユニット10の動作について説明する。まず、第2関節体4を回動させる場合について説明し、次に、第2関節体4を停止させる場合について説明する。
<Operation of Drive Unit 10>
Next, the operation of the drive unit 10 when rotating and stopping the second joint body 4 will be described. First, a case where the second joint body 4 is rotated will be described, and then a case where the second joint body 4 is stopped will be described.

第2関節体4を回動させる場合には、まず、モータ20を駆動させてモータ軸29を回動させる。モータ軸29の回動位置及び速度はエンコーダー24で検出され、制御装置により回動位置及び速度を制御しながら回動させる。
モータ20の駆動力は無端ベルト43等のプーリー機構40を介してブレーキ軸25に伝達されるとともに、当該ブレーキ軸25に係合された入力部32を介して減速機22に伝達される。そして、回転数が減速機22により所定の減速比で減速され、キャリア部34を介してハブ35に伝達される。これにより、ハブ35に接続された第2関節体4が回動する。係る場合には、ハブ35が回動できるように、電磁ブレーキ21を解除した状態とする。即ち、電磁ブレーキ21のブレーキコイル26へ電流を供給して制動バネの付勢力に抗して、アーマチュア27をステータ19に向けて吸引し、ブレーキディスク28からアーマチュア27を離間させた状態とする。
When rotating the second joint body 4, first, the motor 20 is driven to rotate the motor shaft 29. The rotation position and speed of the motor shaft 29 are detected by the encoder 24, and are rotated while controlling the rotation position and speed by the control device.
The driving force of the motor 20 is transmitted to the brake shaft 25 via the pulley mechanism 40 such as the endless belt 43 and also transmitted to the speed reducer 22 via the input portion 32 engaged with the brake shaft 25. Then, the rotational speed is decelerated at a predetermined reduction ratio by the speed reducer 22 and is transmitted to the hub 35 via the carrier portion 34. As a result, the second joint body 4 connected to the hub 35 rotates. In such a case, the electromagnetic brake 21 is released so that the hub 35 can rotate. That is, current is supplied to the brake coil 26 of the electromagnetic brake 21 to attract the armature 27 toward the stator 19 against the urging force of the braking spring, and the armature 27 is separated from the brake disk 28.

一方、第2関節体4を停止させる場合には、モータ20の駆動を停止してモータ軸29の回動を停止する。これにより、第2関節体4の回動が停止する。なお、電磁ブレーキ21は、第2関節体4を回動させる場合と同様に、解除した状態のままである。   On the other hand, when stopping the 2nd joint body 4, the drive of the motor 20 is stopped and rotation of the motor shaft 29 is stopped. Thereby, rotation of the 2nd joint body 4 stops. Note that the electromagnetic brake 21 remains released as in the case where the second joint body 4 is rotated.

ところで、非常停止ボタンが押されて非常停止した場合や停電により停止した場合等には、駆動ユニット10への電流の供給が停止する。したがって、モータ20への電力の供給が停止するため、モータ20の駆動が停止し、第2関節体4の回動は停止する。また、ブレーキコイル26への電流の供給も停止するため、制動バネの付勢力がアーマチュア27に付勢して当該アーマチュア27がブレーキディスク28に押圧されて電磁ブレーキ21がかかる。これにより、ブレーキ軸25の回転が防止される。したがって、第2関節体4の姿勢を保持することができる。   By the way, when the emergency stop button is pressed and the emergency stop is performed, or when the emergency stop button is stopped due to a power failure, the supply of current to the drive unit 10 is stopped. Accordingly, the supply of electric power to the motor 20 is stopped, so that the drive of the motor 20 is stopped and the rotation of the second joint body 4 is stopped. In addition, since the supply of current to the brake coil 26 is also stopped, the urging force of the brake spring is urged to the armature 27 and the armature 27 is pressed against the brake disc 28 and the electromagnetic brake 21 is applied. Thereby, rotation of the brake shaft 25 is prevented. Therefore, the posture of the second joint body 4 can be maintained.

上述した本実施形態に係るロボット1の第1関節体3、第2関節体4及び第4関節体6は、モータ20と、当該モータ20の出力軸29と平行に設けられたブレーキ軸25と、ブレーキ軸25に同心に設けられた減速機22及び電磁ブレーキ21とを備えている。そして、この構成では、電磁ブレーキ21と減速機22とを直列に配置し、且つモータ20と平行に電磁ブレーキ21及び減速機22を配置している。このように、電磁ブレーキ21及び減速機22をモータ20と別体として設けるとともに、モータ20と並列に電磁ブレーキ21及び減速機22を配置したため、特許文献1に記載の関節体よりもモータ20の出力軸方向の各関節体3、4、6の長さを短くすることができる。
また、1本のブレーキ軸25に電磁ブレーキ21及び減速機22が同軸に取り付けられ、更に、減速機22の入力部32、固定部33及び出力部31はブレーキ軸方向に短くなるように構成されているため、電磁ブレーキ21及び減速機22をモータ20の上方に並列に2列となるように配置してもモータ軸直交方向の各関節体3、4、6の長さを短くすることができる。したがって、モータ20と電磁ブレーキ21と減速機22とが並列に3列となるように配置された特許文献2に記載の関節体よりも、モータ20の出力軸直交方向の各関節体3、4、6の長さを短くすることができる。
したがって、モータ20の出力軸方向及び出力軸直交方向の各関節体3、4、6の長さを共に短くすることができるため、各関節体3、4、6を小型化することができる。また、各関節体3、4、6の小型化が可能となることで、設計の自由度が増すため、美的外観に優れた関節体3、4、6及びロボット1を設計することができる。
The first joint body 3, the second joint body 4, and the fourth joint body 6 of the robot 1 according to the above-described embodiment include a motor 20 and a brake shaft 25 provided in parallel with the output shaft 29 of the motor 20. The speed reducer 22 and the electromagnetic brake 21 provided concentrically on the brake shaft 25 are provided. In this configuration, the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are arranged in series, and the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are arranged in parallel with the motor 20. As described above, the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are provided separately from the motor 20, and the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are arranged in parallel with the motor 20. The length of each joint body 3, 4, 6 in the output shaft direction can be shortened.
Further, the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are coaxially attached to one brake shaft 25, and the input portion 32, the fixed portion 33, and the output portion 31 of the speed reducer 22 are configured to be shorter in the brake shaft direction. Therefore, even if the electromagnetic brake 21 and the speed reducer 22 are arranged in two rows in parallel above the motor 20, the lengths of the joint bodies 3, 4, and 6 in the direction perpendicular to the motor axis can be shortened. it can. Therefore, each joint body 3, 4 in the direction orthogonal to the output axis of the motor 20 is more than the joint body described in Patent Document 2 in which the motor 20, the electromagnetic brake 21, and the speed reducer 22 are arranged in three rows in parallel. , 6 can be shortened.
Therefore, since the lengths of the joint bodies 3, 4, 6 in the output axis direction and the output axis orthogonal direction of the motor 20 can be shortened, the joint bodies 3, 4, 6 can be downsized. In addition, since the joint bodies 3, 4, and 6 can be downsized, the degree of freedom in design is increased, so that the joint bodies 3, 4, and 6 and the robot 1 having an excellent aesthetic appearance can be designed.

さらに、モータ20と別体に電磁ブレーキ21を設けたので、電磁ブレーキ21の熱がモータ20に伝わることを防止できる。これにより、モータ20への熱負荷を低減することができる。
また、特に、ハブ35内に電磁ブレーキ21を設けるため、電磁ブレーキ21の熱が、減速機22やモータ20に伝達することを好適に防止することが出来る。
Furthermore, since the electromagnetic brake 21 is provided separately from the motor 20, the heat of the electromagnetic brake 21 can be prevented from being transmitted to the motor 20. Thereby, the thermal load to the motor 20 can be reduced.
In particular, since the electromagnetic brake 21 is provided in the hub 35, the heat of the electromagnetic brake 21 can be suitably prevented from being transmitted to the speed reducer 22 and the motor 20.

そして、モータ20のモータ軸29とブレーキ軸25とは無端ベルト43で連結されているため、モータ20の駆動力をブレーキ軸25を介して減速機22に伝達することができる。また、無端ベルト43を用いるため、歯車を介して動力を伝達する場合よりも静かに各関節体3、4、6を回動させることができる。   Since the motor shaft 29 and the brake shaft 25 of the motor 20 are connected by the endless belt 43, the driving force of the motor 20 can be transmitted to the speed reducer 22 via the brake shaft 25. Further, since the endless belt 43 is used, the joint bodies 3, 4, 6 can be rotated more silently than when power is transmitted via gears.

なお、第2関節体4及び第4関節体6内にそれぞれ設置された駆動ユニット11、12の構成内容は、第1関節体3内に設置された駆動ユニット10とほぼ同じであるが、各構成要素の大きさ、性能等はそれぞれ異なるものを用いてもよい。例えば、第2関節体4のモータは、第1関節体3のモータ20の出力よりも小さいものを用い、また、第4関節体6のモータは、第2関節体4のモータの出力よりも小さいものを用いてもよい。第1関節体3のモータ20は、第1関節体3よりも上方に存在する第2関節体4、第3関節体5、第4関節体6及び第5関節体7等を回動させるため、高い出力トルクを要する。一方、第4関節体6のモータは、第5関節体7のみを回動させるため、出力トルクの低いものでよい。したがって、上方に位置する関節体ほど出力トルクの低いモータを用いることができる。出力トルクの低いモータを用いることで、モータのサイズを小さくすることができる。これにより、上方に向かうにしたがって、関節体を小型化することが可能となる。   The configuration contents of the drive units 11 and 12 respectively installed in the second joint body 4 and the fourth joint body 6 are substantially the same as those of the drive units 10 installed in the first joint body 3. Different sizes and performances of the components may be used. For example, the motor of the second joint body 4 is smaller than the output of the motor 20 of the first joint body 3, and the motor of the fourth joint body 6 is more than the output of the motor of the second joint body 4. Smaller ones may be used. The motor 20 of the first joint body 3 rotates the second joint body 4, the third joint body 5, the fourth joint body 6, the fifth joint body 7, etc. existing above the first joint body 3. High output torque is required. On the other hand, since the motor of the 4th joint body 6 rotates only the 5th joint body 7, it may be a thing with low output torque. Therefore, a motor having a lower output torque can be used as the joint body located above. By using a motor having a low output torque, the size of the motor can be reduced. Thereby, it becomes possible to reduce the size of the joint body as it goes upward.

なお、本実施形態では、人間の腕のような動作をするロボット1について説明したが、腕に限定されるものではなく、脚のような動作をするロボット、蛇のような動作をするロボット等に適用してもよい。   In this embodiment, the robot 1 that operates like a human arm has been described. However, the robot 1 is not limited to the arm, and a robot that operates like a leg, a robot that operates like a snake, and the like. You may apply to.

本発明は、産業用ロボットへの適用のみならず、自走して人に近付いたり、人と共存して動作する作業用ロボットやアミューズメント用ロボットに適用できる。   The present invention can be applied not only to industrial robots, but also to working robots and amusement robots that are self-propelled and approach humans or coexist with humans.

1 ロボット
2 基台
3 第1関節体
4 第2関節体
5 第3関節体
6 第4関節体
7 第5関節体
8 走行装置
10 駆動ユニット
11 駆動ユニット
12 駆動ユニット
13 把持部
14 フレーム
19 ステータ
20 モータ
21 電磁ブレーキ
22 減速機
23 カバーケース
24 エンコーダー
25 ブレーキ軸
25a 一端部
25b 中央部
25c 他端部
26 ブレーキコイル
27 アーマチュア
28 ブレーキディスク
29 モータ軸
31 出力部
32 入力部
33 固定部
33a 内歯
34 キャリア部
34a シャフト孔
35 ハブ
35a 端壁
35b 側壁
36 軸受
37 球体
38 外輪
38a 外歯
39 ボルト
40 プーリー機構
41 第1プーリー
42 第2プーリー
43 無端ベルト
44 内輪
45 カム部材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Robot 2 Base 3 1st joint body 4 2nd joint body 5 3rd joint body 6 4th joint body 7 5th joint body 8 Traveling apparatus 10 Drive unit 11 Drive unit 12 Drive unit 13 Grip part 14 Frame 19 Stator 20 Motor 21 Electromagnetic brake 22 Reducer 23 Cover case 24 Encoder 25 Brake shaft 25a One end portion 25b Central portion 25c Other end portion 26 Brake coil 27 Armature 28 Brake disk 29 Motor shaft 31 Output portion 32 Input portion 33 Fixed portion 33a Internal teeth 34 Carrier Portion 34a Shaft hole 35 Hub 35a End wall 35b Side wall 36 Bearing 37 Sphere 38 Outer ring 38a Outer gear 39 Bolt 40 Pulley mechanism 41 First pulley 42 Second pulley 43 Endless belt 44 Inner ring 45 Cam member

Claims (4)

ロボットの関節体はモータの出力軸と、前記出力軸と平行に配置されたブレーキ軸と、前記出力軸と前記ブレーキ軸の一端部とを連結して前記モータの回動を前記ブレーキ軸に伝達する伝達機構と、前記ブレーキ軸の中央部が貫装され、前記ブレーキ軸の回動を減速して被駆動部材に伝達する中空の減速機と、前記ブレーキ軸の他端部が貫装され、前記ブレーキ軸を制動する中空の電磁ブレーキと、を備え、
前記ロボットの関節体は、モータの出力軸と、当該出力軸と平行に配置されたブレーキ軸と、中空の減速機及び電磁ブレーキとを備えるとともに、該減速機と電磁ブレーキとを直列に配置し、且つモータと並列に減速機及び電磁ブレーキを配置し、減速機及び電磁ブレーキをモータと別体として設けるとともに、モータと並列に減速機及び電磁ブレーキを配置し、更に1本のブレーキ軸に減速機及び電磁ブレーキが同軸に取り付けられ、減速機及び電磁ブレーキをモータと並列に2列となるように配置したことを特徴とするロボットの関節体。
The joint body of the robot connects the output shaft of the motor, the brake shaft arranged in parallel with the output shaft, and the output shaft and one end of the brake shaft to transmit the rotation of the motor to the brake shaft. A transmission mechanism, a central portion of the brake shaft is penetrated, a hollow speed reducer that decelerates rotation of the brake shaft and transmits it to a driven member, and the other end portion of the brake shaft is penetrated. A hollow electromagnetic brake for braking the brake shaft,
The joint body of the robot includes an output shaft of the motor, a brake shaft arranged in parallel with the output shaft, a hollow speed reducer and an electromagnetic brake, and the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in series. In addition, a speed reducer and an electromagnetic brake are arranged in parallel with the motor, the speed reducer and the electromagnetic brake are provided separately from the motor, and a speed reducer and an electromagnetic brake are arranged in parallel with the motor, and further, the speed is reduced to one brake shaft. An articulated body of a robot , wherein a speed reducer and an electromagnetic brake are coaxially mounted, and the speed reducer and the electromagnetic brake are arranged in two rows in parallel with the motor .
前記電磁ブレーキは、非通電時に前記ブレーキ軸を制動して前記ブレーキ軸の回動を停止させる無励磁ブレーキであることを特徴とする請求項1に記載のロボットの関節体。   2. The robot joint according to claim 1, wherein the electromagnetic brake is a non-excited brake that brakes the brake shaft to stop the rotation of the brake shaft when de-energized. 3. 前記電磁ブレーキは、ブレーキコイルを内包して前記減速機の前記出力部に接続されたステータと、前記ブレーキ軸の他端部に固定されたブレーキディスクと、前記ブレーキコイルへの通電によって制動バネの付勢力に反して前記ステータに吸引されて前記ブレーキディスクとの間に隙間を形成し、且つ非通電時に前記制動バネの付勢力によって前記ブレーキディスクに押圧されて前記ブレーキ軸を制動するアーマチュアと、を備えており、
前記電磁ブレーキの前記ステータは、前記減速機の前記出力部とともに回動して前記ブレーキ軸に対して相対的に回動可能であることを特徴とする請求項1又は2に記載のロボットの関節体。
The electromagnetic brake includes a stator that includes a brake coil and is connected to the output portion of the speed reducer, a brake disk that is fixed to the other end of the brake shaft, and a brake spring that is energized to the brake coil. An armature that is attracted to the stator against the urging force to form a gap with the brake disc, and is pressed against the brake disc by the urging force of the brake spring when not energized to brake the brake shaft; With
3. The robot joint according to claim 1, wherein the stator of the electromagnetic brake rotates together with the output unit of the speed reducer and can rotate relative to the brake shaft. 4. body.
前記減速機は、前記ブレーキ軸と同心に設けられて前記ブレーキ軸と一体に回動可能な入力部と、前記入力部を囲む内歯を内周面に有するとともに回動不能なリング状の固定部と、前記内歯と異なる歯数で前記内歯と噛み合う外歯を外周面に有し、前記入力部の回動を減速して出力する前記出力部とを有し、
前記ブレーキ軸は、前記減速機の前記入力部内、前記固定部内及び前記出力部内に貫装されていることを特徴とする請求項1に記載のロボットの関節体。
The speed reducer is provided with an input portion that is concentric with the brake shaft and can rotate integrally with the brake shaft, and has an inner tooth surrounding the input portion on the inner peripheral surface, and a non-rotatable ring-shaped fixing. And an outer part having external teeth meshing with the internal teeth with a different number of teeth from the internal teeth, and the output unit that decelerates and outputs the rotation of the input unit,
2. The robot joint according to claim 1, wherein the brake shaft is inserted into the input unit, the fixed unit, and the output unit of the speed reducer.
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