JP7007723B2 - Wrist unit - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、直交三軸ロボットの先端に取り付けられ揺動動作と回転動作を行う手首ユニットに係り、特に、電源が供給されない場合であっても手動で容易に揺動角度と回転角度の調整ができるように工夫したものに関する。 The present invention relates to, for example, a wrist unit attached to the tip of an orthogonal triaxial robot to perform swinging motion and rotating motion, and in particular, the swing angle and rotation angle can be easily manually set even when power is not supplied. Regarding things that have been devised so that adjustments can be made.
従来の手首ユニットを開示するものとして、例えば、特許文献1等がある。
まず、特許文献1に記載された「アームの関節、及びそれを有するロボット」では、第1アームと第2アームが中間アームを介して連結されている。
上記中間アームは上記第1アームに対して回転可能に設置されていて、上記第2アームは上記中間アームに対して上記第1アームに対する上記中間アームの回転軸と直交する軸を回転軸として回転可能に設置されている。
For example, Patent Document 1 discloses a conventional wrist unit.
First, in the "arm joint and the robot having the arm joint" described in Patent Document 1, the first arm and the second arm are connected via an intermediate arm.
The intermediate arm is rotatably installed with respect to the first arm, and the second arm rotates about the intermediate arm with an axis orthogonal to the rotation axis of the intermediate arm with respect to the first arm as a rotation axis. It is installed as possible.
また、上記第1アームには2つの差動入力軸が回転可能に設置されていて、これらの差動入力軸をそれぞれ回転・駆動する駆動源が設置されている。上記駆動源によって平歯車を介して駆動軸が回転され、上記駆動軸の回転が上記駆動軸に固着されたウォームを介して上記差動入力軸に伝達される。
上記中間アームには差動出力軸が回転可能に設置されている。この差動出力軸の基端側には傘歯車が固着されている。上記2つの差動入力軸の先端側にもそれぞれ傘歯車が固着されていて、上記差動出力軸の傘歯車に対して、上記2つの差動入力軸の傘歯車が噛合されている。
Further, two differential input shafts are rotatably installed on the first arm, and a drive source for rotating and driving each of these differential input shafts is installed. The drive shaft is rotated by the drive source via the spur gear, and the rotation of the drive shaft is transmitted to the differential input shaft via the worm fixed to the drive shaft.
A differential output shaft is rotatably installed on the intermediate arm. A bevel gear is fixed to the base end side of this differential output shaft. A bevel gear is also fixed to the tip side of each of the two differential input shafts, and the bevel gear of the two differential input shafts is meshed with the bevel gear of the differential output shaft.
このような構成により、上記駆動源による上記2つの差動入力軸の回転方向の組み合わせにより、上記第2アームの揺動動作や回転動作が行われる。 With such a configuration, the swing operation and the rotation operation of the second arm are performed by the combination of the rotation directions of the two differential input shafts by the drive source.
上記従来の構成によると、次のような問題があった。
まず、特許文献1に記載された「アームの関節、及びそれを有するロボット」では、駆動源から中間アームや第2アームに対する動力の伝達は平歯車、ウォームホイール、ウォーム、及び、傘歯車によって行われており、例えば、停電によって電力が供給されなくなると、上記第2アームの揺動角度や回転角度の調整が非常に困難になってしまう。
According to the above-mentioned conventional configuration, there are the following problems.
First, in the "arm joint and the robot having the arm joint" described in Patent Document 1, the power transmission from the drive source to the intermediate arm and the second arm is performed by spur gears, worm wheels, worms, and bevel gears. For example, if power is not supplied due to a power failure, it becomes very difficult to adjust the swing angle and rotation angle of the second arm.
本発明は、このような点に基づいてなされたもので、その目的とするところは、電源が供給されない場合であっても手動で容易に揺動角度と回転角度の調整ができる手首ユニットを提供することにある。 The present invention has been made based on such a point, and an object thereof is to provide a wrist unit capable of easily manually adjusting the swing angle and the rotation angle even when power is not supplied. To do.
上記目的を達成するべく本願発明の請求項1による手首ユニットは、ハウジングと、上記ハウジング内に内装された揺動用駆動モータと、上記ハウジング内に内装された回転用駆動モータと、上記ハウジングに対して回転可能に設置された揺動中心軸と、上記揺動用駆動モータにより上記揺動中心軸を回転させることで揺動させられる回転中心軸と、上記回転中心軸の周りに回転可能に設けられ上記回転用駆動モータにより回転せられる手首と、を具備し、上記揺動中心軸を手動で回転させる揺動姿勢調整手段と上記手首を手動で回転させる回転姿勢調整手段が設けられていて、上記ハウジングには揺動側伝達機構収容部材と回転側伝達機構収容部材が設置されていて、上記揺動姿勢調整手段は上記揺動側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないとともに上記回転姿勢調整手段も上記回転側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないことを特徴とするものである。
また、請求項2による手首ユニットは、請求項1記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は揺動駆動軸を介して上記揺動中心軸に伝達され、上記揺動姿勢調整手段は上記揺動駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とするものである。
また、請求項3による手首ユニットは、請求項2記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は上記揺動駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に固着された揺動側ヘリカルギヤを介して上記揺動中心軸に伝達されることを特徴とするものである。
また、請求項4による手首ユニットは、請求項1~請求項3の何れかに記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は回転駆動軸を介して上記手首に伝達され、上記回転姿勢調整手段は上記回転駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とするものである。
また、請求項5による手首ユニットは、請求項4記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は上記回転駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に回転可能に取り付けられた回転側ヘリカルギヤと一対のべベルギヤを介して上記手首に伝達されることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the wrist unit according to claim 1 of the present invention includes a housing, a swing drive motor built in the housing, a rotary drive motor built in the housing, and the housing. A swing center shaft that is rotatably installed, a rotation center shaft that is swung by rotating the swing center shaft by the swing drive motor, and a rotation center shaft that is rotatably provided around the rotation center shaft. A wrist rotated by the rotary drive motor is provided, and a swing posture adjusting means for manually rotating the swing center axis and a rotary posture adjusting means for manually rotating the wrist are provided. A swing-side transmission mechanism accommodating member and a rotation-side transmission mechanism accommodating member are installed in the housing, and the oscillating posture adjusting means is accommodated in the oscillating-side transmission mechanism accommodating member so as not to protrude to the outside and the rotational posture. The adjusting means is also characterized in that it is accommodated in the rotating side transmission mechanism accommodating member and does not project to the outside .
Further, in the wrist unit according to claim 2, in the wrist unit according to claim 1, the rotation of the swing drive motor is transmitted to the swing center shaft via the swing drive shaft, and the swing posture adjusting means is used. It is characterized by being a tool engaging portion provided at the shaft end of the swing drive shaft.
Further, the wrist unit according to claim 3 is the wrist unit according to claim 2, wherein the rotation of the swing drive motor is a worm gear fixed to the swing drive shaft and a swing side fixed to the swing center shaft. It is characterized in that it is transmitted to the swing center shaft via a helical gear.
Further, the wrist unit according to claim 4 is the wrist unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the rotation of the rotation drive motor is transmitted to the wrist via a rotation drive shaft, and the rotation posture is described. The adjusting means is characterized by being a tool engaging portion provided at the shaft end of the rotary drive shaft.
Further, the wrist unit according to claim 5 is the wrist unit according to claim 4, wherein the rotation of the rotary drive motor is a rotation rotatably attached to the worm gear fixed to the rotary drive shaft and the swing center shaft. It is characterized in that it is transmitted to the wrist via a side helical gear and a pair of bevel gears.
以上述べたように、本願発明の請求項1による手首ユニットによると、ハウジングと、上記ハウジング内に内装された揺動用駆動モータと、上記ハウジング内に内装された回転用駆動モータと、上記ハウジングに対して回転可能に設置された揺動中心軸と、上記揺動用駆動モータにより上記揺動中心軸を回転させることで揺動させられる回転中心軸と、上記回転中心軸の周りに回転可能に設けられ上記回転用駆動モータにより回転せられる手首と、を具備し、上記揺動中心軸を手動で回転させる揺動姿勢調整手段と上記手首を手動で回転させる回転姿勢調整手段が設けられているので、上記揺動姿勢調整手段により手動で揺動角度を容易に調製することができるとともに、上記回転姿勢調整手段により手動で回転角度を容易に調製することができる。
また、請求項2による手首ユニットによると、請求項1記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は揺動駆動軸を介して上記揺動中心軸に伝達され、上記揺動姿勢調整手段は上記揺動駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であるので、更に容易に揺動角度の調整を行うことができる。
また、請求項3による手首ユニットによると、請求項2記載の手首ユニットにおいて、上記揺動用駆動モータの回転は上記揺動駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に固着された揺動側ヘリカルギヤを介して上記揺動中心軸に伝達されるので、非駆動時であっても外力により揺動され難く、ブレーキを不要とし、小型化させることができる。
また、請求項4による手首ユニットによると、請求項1~請求項3の何れかに記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は回転駆動軸を介して上記手首に伝達され、上記回転姿勢調整手段は上記回転駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であるので、更に容易に回転角度の調整を行うことができる。
また、請求項5による手首ユニットによると、請求項4記載の手首ユニットにおいて、上記回転用駆動モータの回転は上記回転駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に回転可能に取り付けられた回転側ヘリカルギヤと一対のべベルギヤを介して上記手首に伝達されることを特徴とするので、非駆動時であっても外力により回転され難く、ブレーキを不要とし、小型化させることができる。
As described above, according to the wrist unit according to claim 1 of the present invention, the housing, the swing drive motor built in the housing, the rotary drive motor built in the housing, and the housing On the other hand, a swing center shaft that is rotatably installed, a rotation center shaft that is swung by rotating the swing center shaft by the swing drive motor, and a rotation center shaft that is rotatably provided around the rotation center shaft. A wrist rotated by the rotary drive motor is provided, and a swing posture adjusting means for manually rotating the swing center axis and a rotary posture adjusting means for manually rotating the wrist are provided. The swing angle can be easily adjusted manually by the swing posture adjusting means, and the rotation angle can be easily adjusted manually by the rotation posture adjusting means.
Further, according to the wrist unit according to claim 2, in the wrist unit according to claim 1, the rotation of the swing drive motor is transmitted to the swing center shaft via the swing drive shaft, and the swing posture adjusting means. Is a tool engaging portion provided at the shaft end of the swing drive shaft, so that the swing angle can be adjusted more easily.
Further, according to the wrist unit according to claim 3, in the wrist unit according to claim 2, the rotation of the swing drive motor is the worm gear fixed to the swing drive shaft and the swing fixed to the swing center shaft. Since it is transmitted to the swing center shaft via the side helical gear, it is difficult to swing due to an external force even when it is not driven, a brake is not required, and the size can be reduced.
Further, according to the wrist unit according to claim 4, in the wrist unit according to any one of claims 1 to 3, the rotation of the rotation drive motor is transmitted to the wrist via the rotation drive shaft, and the rotation is transmitted to the wrist. Since the posture adjusting means is a tool engaging portion provided at the shaft end of the rotation drive shaft, the rotation angle can be adjusted more easily.
Further, according to the wrist unit according to claim 5, in the wrist unit according to claim 4, the rotation of the rotary drive motor is rotatably attached to the worm gear fixed to the rotary drive shaft and the swing center shaft. Since it is transmitted to the wrist via the rotary side helical gear and the pair of bevel gears, it is difficult to be rotated by an external force even when it is not driven, a brake is not required, and the size can be reduced.
以下、図1乃至図10を参照して、本発明の一実施の形態について説明する。
この一実施の形態によるロボット1には、図1に示すように、まず、2つのX軸用アクチュエータ3a、3bがX軸方向に平行に設置されている。
上記X軸用アクチュエータ3aにはハウジング7があり、このハウジング7はベース9に固着されている。上記ハウジング7に対して、スライダ11がX軸方向に移動可能に設置されている。このスライダ11の一部は、上記ハウジング7の開口部13を介して上記ハウジング7の外部に突出されている。また、上記スライダ11は、上記ハウジング7内に設置された図示しないガイドによって、X軸方向に案内されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 10.
As shown in FIG. 1, two
The
また、上記ハウジング7内には図示しないボールねじ軸が設置されており、上記スライダ11にはボールねじナット(図示せず)が固着されている。上記ボールねじ軸は上記ボールねじナットに螺合されていて、上記ボールねじ軸が回転されると、上記ボールねじナットひいては上記スライダ11がX軸方向に移動される。また、上記ハウジング7の開口部13は、上記スライダ11を貫通して設置されるカバ15によって閉塞されている。
Further, a ball screw shaft (not shown) is installed in the
また、上記ハウジング7の後方(図1中右上側)にはモータケース17が設置されている。このモータケース17内には、上記ボールねじ軸を回転・駆動する図示しないモータが設置されている。上記X軸アクチュエータ3aには信号の伝達や電力の供給を行うケーブル(図示せず)が接続されている。
なお、上記X軸用アクチュエータ3bも、上記X軸用アクチュエータ3aと同様の構成であり、図中同一部分には同一符号を付して示しその説明を省略する。
そして、上記X軸アクチュエータ3a、3bは同期制御される。
Further, a
The
Then, the
上記X軸アクチュエータ3a、3bのスライダ11、11にはY軸アクチュエータ19が懸架されている。すなわち、このY軸アクチュエータ19は、上記X軸アクチュエータ3a、3bに直交するY軸方向に沿って配置されている。このY軸アクチュエータ19は、上記X軸用アクチュエータ3a、3bと同様の構成をなしており、ハウジング21に対してスライダ25がY軸方向に移動されるように構成されている。上記ハウジング21のY軸方向両端は、取付部材23、23を介して、上記X軸アクチュエータ3a、3bのスライダ11、11に固着されている。
なお、上記X軸アクチュエータ3bのスライダ11に対応する取付部材23は、図示されていないが、説明の都合上符号を使用して説明する。
The Y-
Although the mounting
また、X軸アクチュエータ3bの側方には、上記Y軸アクチュエータ19への信号の伝達や電力の供給を行う図示しないケーブルが内装されたケーブルキャリア27が設置されている。このケーブルキャリア27の一端は上記X軸アクチュエータ3b側のベース9に固着され、他端は上記Y軸アクチュエータ19のモータケース(図示せず)に固着されている。
Further, on the side of the
また、上記Y軸アクチュエータ19のスライダ25には、取付部材29を介して、Z軸・R軸一体アクチュエータ31が設置されている。このZ軸・R軸一体アクチュエータ31には、まず、ハウジング33がある。このハウジング33内には、図示しないZ軸駆動用モータと、このZ軸駆動用モータによって回転・駆動されるボールねじ軸(図示せず)が設置されている。このボールねじ軸には、図示しないボールねじナットが螺合されている。このボールねじナットには、中空ボールスプライン軸35が、Z軸方向に対して一体化された状態で、且つ、R方向に対しては回転可能な状態で設置されている。
Further, a Z-axis / R-axis integrated
上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31には、図示しないボールスプラインナットが回転可能に設置されており、上記中空ボールスプライン軸35はこのボールスプラインナットを貫通して、上記ハウジング33の先端側(図1中下側)から外部に突出されている。上記中空ボールスプライン軸35は上記ボールスプラインナットに対してZ軸方向に対しては移動可能に構成されていて、R方向に対しては一体化されている。
また、上記中空ボールスプライン軸35の外周側には凹部が形成されている。また、上記ボールスプラインナットの内周側にも凹部が形成されているとともに、その内部には図示しない無負荷循環路が形成されている。上記中空ボールスプライン軸35の外周側の凹部と上記ボールスプラインナットの内周側の凹部との間の空間と上記無負荷循環路には、図示しない複数の鋼球が転動・循環されるようになっている。
また、上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31には、図示しないR軸駆動用モータが設置されており、例えば、図示しないプーリ・タイミングベルト機構を介して、上記R軸駆動用モータの動力が上記ボールスプラインナットに伝達される。
A ball spline nut (not shown) is rotatably installed in the Z-axis / R-axis integrated
Further, a recess is formed on the outer peripheral side of the hollow
Further, an R-axis drive motor (not shown) is installed in the Z-axis / R-axis integrated
上記Z軸駆動用モータによって、上記ボールねじ軸が回転・駆動されると、上記中空ボールスプライン軸35がZ軸方向に昇降される。また、上記R軸駆動用モータによって、上記ボールスプラインナットが回転されると、上記中空ボールスプライン軸35もZ軸を中心に回転される。
When the ball screw shaft is rotated and driven by the Z-axis drive motor, the hollow
また、上記Y軸アクチュエータ19の側方には、上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31への信号の伝達や電力の供給を行う図示しないケーブルが内装されたケーブルキャリア37が設置されている。このケーブルキャリア37の一端は上記Y軸アクチュエータ19のハウジング21に取付部材39aを介して固着され、他端は取付部材39b及び上記取付部材29を介して、ハウジング33に固着されている。
Further, on the side of the Y-
また、上記中空ボールスプライン軸35の先端には、手首ユニット41が設置されている。この手首ユニット41は、上記X軸アクチュエータ3a、3b、Y軸アクチュエータ19、Z軸・R軸一体アクチュエータ31によって、X軸・Y軸・Z軸の三次元空間内で任意に移動制御されるとともに、上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31によってR軸方向に回転される。
A
また、上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31の側方には、上記手首ユニット41への信号の伝達や電力の供給を行うケーブル42a、42aが設置されている。上記ケーブル42a、42aの一端は上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31のハウジング33に取付部材42bを介して固定されており、他端は上記手首ユニット41側に接続されている。また、上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31のハウジング33にはケーブルガイド部材42cが設置されている。上記取付部材42bとこのケーブルガイド部材42cによって、上記ケーブル42a、42aをガイドしている。
Further,
上記手首ユニット41は次のような構成となっている。
まず、図2乃至図5に示すように、ハウジング43がある。このハウジング43は、例えば、図6及び図7に示すように、先端側と基端側(図6中上側及び下側)が開口された中空のハウジング本体45と、このハウジング本体45の先端側(図6中下側)を閉塞する先端側キャップ47と、上記ハウジング本体45の基端側(図6中上側)を閉塞する基端側キャップ49とから構成されている。
上記先端側キャップ47には、揺動側プーリ収容凹部51と回転側プーリ収容凹部53が形成されている。
The
First, as shown in FIGS. 2 to 5, there is a
The tip-
上記ハウジング本体45内には、揺動用駆動モータ61が設置されている。この揺動用駆動モータ61は、例えば、図6に示すように、モータハウジング63と、このモータハウジング63の内周面に固着されたステータ65と、このステータ65の内周側に回転可能に設置されたロータ67と、このロータ67に固着された出力軸69とから構成されている。また、上記揺動用駆動モータ61の基端側(図6中上側)には、上記出力軸69の回転数及び回転角度を検出するエンコーダ71が設置されている。
A
例えば、図6及び図7に示すように、上記先端側キャップ47には揺動側伝達機構収容部材73が設置されている。この揺動側伝達機構収容部材73内には、図7に示すように、揺動駆動軸収容部75が形成されている。
For example, as shown in FIGS. 6 and 7, the swing-side transmission
上記揺動駆動軸収容部75内には軸受79、79によって回転可能に揺動駆動軸81が設置されている。この揺動駆動軸81には、揺動側ウォームギヤ83が固着されている。
また、図7乃至図9に示すように、上記揺動駆動軸81の先端側(図7中下側)の中央には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部85が形成されている。このマイナスドライバ係合用凹部85は、上記揺動駆動軸81の径方向(図9中左下から右上に向かう方向)に延長・形成されており、図示しないマイナスドライバの先端が係合され、上記図示しないマイナスドライバによって上記揺動駆動軸81を手動で回転できるようになっている。
A
Further, as shown in FIGS. 7 to 9, in the center of the tip side (lower side in the middle of FIG. 7) of the
また、図8に示すように、上記揺動駆動軸81の先端側(図8中下側)の外周側には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるレンチ係合用凹部87、87が形成されている。このレンチ係合用凹部87、87には図示しないオープンエンドレンチやモンキーレンチが係合され、上記図示しないオープンエンドレンチやモンキーレンチによって上記揺動駆動軸81を手動で回転できるようになっている。
Further, as shown in FIG. 8, on the outer peripheral side of the tip end side (lower side in FIG. 8) of the
また、上記先端側キャップ47の揺動側プーリ収容凹部51内には、揺動側タイミングプーリ・タイミングベルト機構91が収容されている。上記揺動側タイミングプーリ・タイミングベルト機構91は、上記揺動用駆動モータ61の出力軸69に固着された揺動側第1タイミングプーリ93と、上記揺動駆動軸81の基端側(図9中上端側)に固着された揺動側第2タイミングプーリ95と、上記揺動側第1タイミングプーリ93と上記揺動側第2タイミングプーリ95に巻回された揺動側タイミングベルト97とから構成されている。上記揺動側第1タイミングプーリ93、上記揺動側第2タイミングプーリ95、及び、上記揺動側タイミングベルト97には、図示しない複数の歯が形成されており、上記揺動側タイミングベルト97の歯が上記揺動側第1タイミングプーリ93の歯及び上記揺動側第2タイミングプーリ95の歯と噛合されている。
Further, the swing-side timing pulley /
図6に示すように、上記揺動側伝達機構収容部材73には、軸受99、99を介して、揺動中心軸101が回転可能に支持されている。上記揺動側伝達機構収容部材73内には、上記揺動中心軸101に固着された揺動側ヘリカルギヤ103が収容・配置されている。この揺動側ヘリカルギヤ103は、上記揺動側ウォームギヤ83に噛合されている。
また、上記揺動中心軸101の中央には、回転中心軸用貫通孔105が形成されている。また、上記揺動中心軸101には、図6中右端側に開口されるとともに上記回転中心軸用貫通孔105に連絡された揺動中心軸側エアチャック用貫通孔107が形成されている。
As shown in FIG. 6, the
Further, a through
例えば、図6に示すように、上記揺動中心軸101には回転中心軸111が固着されている。上記回転中心軸111の基端側(図6中上側)は上記揺動中心軸101の回転中心軸用貫通孔105内に挿入されている。上記回転中心軸111の図6中上下方向の中央付近は拡径され位置決め部113となっていて、この位置決め部113の図6中上側が上記揺動中心軸101に当接されている。また、上記回転中心軸111の基端側(図6中上端側)には固定用ナット115が螺合されていて、この固定用ナット115によって上記回転中心軸111が上記揺動中心軸101に固定されている。よって、上記揺動用駆動モータ61により、上記揺動側タイミングプーリ・タイミングベルト機構91、上記揺動駆動軸81、上記揺動側ウォームギヤ83、及び、揺動側ヘリカルギヤ103を介して、上記回転中心軸111を揺動させる(図4中矢印P方向に回転させる)ことができるようになっている。
また、上記回転中心軸111には、先端側(図6中下側)と上記揺動中心軸側エアチャック用貫通孔107に連通された回転中心軸側エアチャック用貫通孔117が形成されている。
For example, as shown in FIG. 6, the
Further, the
また、上記ハウジング本体45内には、回転用駆動モータ121が設置されている。この回転用駆動モータ121は、上記揺動用駆動モータ61と同様の構成であり、例えば、図6に示すように、モータハウジング123と、このモータハウジング123の内周面に固着されたステータ125と、このステータ125の内周側に回転可能に設置されたロータ127と、このロータ127に固着された出力軸129とから構成されている。また、上記回転用駆動モータ121の基端側(図6中上側)には、上記出力軸129の回転数及び回転角度を検出するエンコーダ131が設置されている。
Further, a
例えば、図6及び図10に示すように、上記先端側キャップ47には回転側伝達機構収容部材133が設置されている。この回転側伝達機構収容部材133内には、図10に示すように、回転駆動軸収容部135が形成されている。
For example, as shown in FIGS. 6 and 10, the rotation side transmission
上記回転駆動軸収容部135内には軸受139、139によって回転可能に回転駆動軸141が設置されている。この回転駆動軸141には、回転側ウォームギヤ143が固着されている。
また、図8に示すように、上記回転駆動軸141の先端側(図8中下側)には、回転姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部145とレンチ係合用凹部147、147が形成されている。上記回転駆動軸141も図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって手動で回転できるようになっている。
A
Further, as shown in FIG. 8, on the tip end side (lower side in the middle of FIG. 8) of the
また、上記先端側キャップ47の回転側プーリ収容凹部53内には、回転側タイミングプーリ・タイミングベルト機構151が収容されている。上記回転側タイミングプーリ・タイミングベルト機構151は、上記回転用駆動モータ121の出力軸129に固着された回転側第1タイミングプーリ153と、上記回転駆動軸141の基端側(図9中上端側)に固着された回転側第2タイミングプーリ155と、上記回転側第1タイミングプーリ153と上記回転側第2タイミングプーリ155に巻回された回転側タイミングベルト157とから構成されている。上記回転側第1タイミングプーリ153、上記回転側第2タイミングプーリ155、及び、上記回転側タイミングベルト157には、図示しない複数の歯が形成されており、上記回転側タイミングベルト157の歯が上記回転側第1タイミングプーリ153の歯及び上記回転側第2タイミングプーリ155の歯と噛合されている。
Further, the rotation side timing pulley /
また、図6に示すように、上記回転側伝達機構収容部材133内には、軸受159を介して、回転側ヘリカルギヤ161が回転可能に設置されている。この回転側ヘリカルギヤ161は上記揺動中心軸101に対しても軸受163を介して回転可能となっている。上記回転側ヘリカルギヤ161には第1ベベルギヤ165が固着されている。この第1ベベルギヤ165は、軸受167を介して上記回転側伝達機構収容部材133に対して回転可能に支持されているとともに、軸受169と上記軸受163を介して上記揺動中心軸101に対して回転可能となっている。
Further, as shown in FIG. 6, a rotary side
上記回転中心軸111には、第2ベベルギヤ171が軸受173、173を介して回転可能に設置されている。この第2ベベルギヤ171は、上記第1ベベルギヤ165に噛合されている。また、上記第2ベベルギヤ171には、手首175が固着されている。よって、上記回転用駆動モータ121により、上記回転側タイミングプーリ・タイミングベルト機構151、上記回転駆動軸141、上記回転側ウォームギヤ143、上記回転側ヘリカルギヤ161、上記第1ベベルギヤ165、及び、上記第2ベベルギヤ171を介して、上記手首175を回転させることができるようになっている。すなわち、上記Z軸・R軸一体アクチュエータ31によって上記手首ユニット41自体が図1中矢印R方向に回転されるのとは別に、上記手首175も回転されるようになっている。また、上記手首175は上記回転中心軸111とともに揺動されるようになっている。
A
また、上記手首175には、図1に示すように、吸着ハンド177が取り付けられる。また、図1及び図6に示すように、上記揺動中心軸101の揺動中心軸側エアチャック用貫通孔107に連通されるエルボ接手179が取り付けられる。上記エルボ接手179は図示しない吸引装置に接続されており、この図示しない吸引装置を作動させて上記吸着ハンド177によって図示しない対象物を吸着・保持することができるようになっている。
また、例えば、図2と図6に示すように、上記揺動中心軸101の中央付近と上記回転中心軸111は、軸カバ181によって覆われている。
Further, as shown in FIG. 1, a
Further, for example, as shown in FIGS. 2 and 6, the vicinity of the center of the
次に、この一実施の形態による作用について説明する。
まず、通常時の動作から説明する。ロボット1は、手首ユニット41に設置された吸着ハンド177によって、図示しない対象物を吸着・保持する。
また、上記ロボット1は、X軸用アクチュエータ3a、3bによって手首ユニット41を介して上記図示しない対象物をX軸方向に移動させ、Y軸アクチュエータ19によって手首ユニット41を介して上記図示しない対象物をY軸方向に移動させ、Z軸・R軸一体アクチュエータ31によって手首ユニット41を介して上記図示しない対象物をZ軸方向に移動させるとともにR方向に回転される。
Next, the operation of this embodiment will be described.
First, the normal operation will be described. The robot 1 sucks and holds an object (not shown) by the
Further, the robot 1 moves the object (not shown) via the
更に、上記手首ユニット41の手首175は、揺動用駆動モータ61により揺動され、回転用駆動モータ121により回転される。これにより、上記図示しない対象物を揺動、回転させる。
Further, the
次に、揺動・回転の姿勢調整について説明する。
まず、揺動の姿勢調整であるが、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって揺動駆動軸81を回転させると、この回転が揺動側ウォームギヤ83と揺動側ヘリカルギヤ103によって伝達され、揺動中心軸101が回転される。これにより、回転中心軸111、ひいては、上記手首175が揺動される。
次に、回転の姿勢調整であるが、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって回転駆動軸141を回転させると、この回転が回転側ウォームギヤ143、回転側ヘリカルギヤ161、第1ベベルギヤ165、及び、第2ベベルギヤ171を介して伝達される。これにより上記手首175が回転される。
Next, the swing / rotation posture adjustment will be described.
First, regarding the swing posture adjustment, when the
Next, regarding the rotation posture adjustment, when the
これにより、電源が供給されない場合に揺動角度の調整や回転角度の調整を行う。
また、その他にも、手動で上記手首175の揺動や回転させることで、ティーチングを行う場合もある。
As a result, when power is not supplied, the swing angle and rotation angle are adjusted.
In addition, teaching may be performed by manually swinging or rotating the
次に、この一実施の形態による効果について説明する。
また、揺動駆動軸81の先端側(図8中下側)には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部85とレンチ係合用凹部87、87が形成されているため、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって上記揺動駆動軸81を介して揺動中心軸101を手動で回転できるようになっており、容易に揺動角度を調整することができる。
また、回転駆動軸141の先端側(図8中下側)には、揺動姿勢調整手段としての工具係合部であるマイナスドライバ係合用凹部145とレンチ係合用凹部147、147が形成されているため、図示しないマイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチによって上記回転駆動軸141を介して手首175を手動で回転できるようになっており、容易に回転角度を調整することができる。
また、電源が供給されなくなった場合に手動での揺動角度の調整や回転角度の調整を行うことができるほか、手動で揺動や回転を行うことでティーチングを行うことができる。
また、マイナスドライバ、オープンエンドレンチ、及び、モンキーレンチといった一般的な工具を利用できるため、より容易に揺動角度や回転角度を調製することができる。
Next, the effect of this embodiment will be described.
Further, on the tip end side (lower side in the middle of FIG. 8) of the
Further, on the tip end side (lower side in FIG. 8) of the
Further, when the power is not supplied, the swing angle can be manually adjusted and the rotation angle can be adjusted, and the teaching can be performed by manually swinging or rotating.
Further, since general tools such as a flat-blade screwdriver, an open-ended wrench, and a monkey wrench can be used, the swing angle and the rotation angle can be adjusted more easily.
また、揺動駆動軸81には揺動側ウォームギヤ83が固着されていて、揺動中心軸101には上記揺動側ウォームギヤ83に噛合される揺動側ヘリカルギヤ103が固着されていて、回転駆動軸141には回転側ウォームギヤ143が固着されていて、この回転側ウォームギヤ143と第1ベベルギヤ165に固着された回転側ヘリカルギヤ161が噛合されているので、非駆動時であっても外力により回転や揺動がされ難く、ブレーキを不要とし、手首ユニット41を小型化させることができる。
Further, a swing
なお、本発明は前記一実施の形態に限定されない。
手首には吸着ハンド以外にも、様々なツールを取り付けられる場合が考えられる。
また、揺動姿勢調整手段及び回転姿勢調整手段の形状も様々な場合が考えられ、マイナスドライバの他にも、様々な工具を用いる場合が考えられる。また、オープンエンドレンチやモンキーレンチ以外にも、ボックスレンチ等の他の種類のレンチを使う場合が考えられる。
また、揺動用駆動モータから揺動中心軸への動力伝達機構、回転用駆動モータから手首への動力伝達機構については様々な場合が考えられ、これら動力伝達機構の構成によって、揺動姿勢調整手段及び回転姿勢調整手段の配置についても様々な場合が考えられる。
その他、図示した構成は一例であり、様々な場合が考えられる。
The present invention is not limited to the above embodiment.
In addition to the suction hand, various tools may be attached to the wrist.
Further, the shapes of the swinging posture adjusting means and the rotating posture adjusting means may be various, and various tools may be used in addition to the minus driver. In addition to the open-ended wrench and monkey wrench, other types of wrenches such as box wrenches may be used.
In addition, various cases can be considered for the power transmission mechanism from the swing drive motor to the swing center axis and the power transmission mechanism from the rotary drive motor to the wrist, and depending on the configuration of these power transmission mechanisms, the swing posture adjusting means. And various cases can be considered for the arrangement of the rotational posture adjusting means.
In addition, the illustrated configuration is an example, and various cases can be considered.
本発明は、例えば、直交三軸ロボットの先端に取り付けられ揺動動作と回転動作を行う手首ユニットに係り、特に、電源が供給されない場合であっても手動で容易に揺動角度と回転角度の調整ができるように工夫したものに関し、例えば、産業用ロボットに用いられる手首ユニットに好適である。 The present invention relates to, for example, a wrist unit attached to the tip of a orthogonal triaxial robot to perform swinging motion and rotating motion, and in particular, the swing angle and rotation angle can be easily manually set even when power is not supplied. It is suitable for a wrist unit used in an industrial robot, for example, as a device devised so that it can be adjusted.
41 手首ユニット
43 ハウジング
61 揺動用駆動モータ
83 ウォームギヤ
85 マイナスドライバ係合用凹部(揺動姿勢調整手段)
87 レンチ係合用凹部(揺動姿勢調整手段)
101 揺動中心軸
111 回転中心軸
121 回転用駆動モータ
145 マイナスドライバ係合用凹部(回転姿勢調整手段)
147 レンチ係合用凹部(回転姿勢調整手段)
175 手首
103 揺動側ヘリカルギヤ
161 回転側ヘリカルギヤ
165 第1べベルギヤ
171 第2べベルギヤ
41
87 Wrench engagement recess (swing posture adjusting means)
101
147 Wrench engagement recess (rotary posture adjusting means)
175
Claims (5)
上記ハウジング内に内装された揺動用駆動モータと、
上記ハウジング内に内装された回転用駆動モータと、
上記ハウジングに対して回転可能に設置された揺動中心軸と、
上記揺動用駆動モータにより上記揺動中心軸を回転させることで揺動させられる回転中心軸と、
上記回転中心軸の周りに回転可能に設けられ上記回転用駆動モータにより回転せられる手首と、を具備し、
上記揺動中心軸を手動で回転させる揺動姿勢調整手段と上記手首を手動で回転させる回転姿勢調整手段が設けられていて、
上記ハウジングには揺動側伝達機構収容部材と回転側伝達機構収容部材が設置されていて、 上記揺動姿勢調整手段は上記揺動側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないとともに上記回転姿勢調整手段も上記回転側伝達機構収容部材内に収容され外部に突出されないことを特徴とする手首ユニット。 With the housing
The rocking drive motor built into the housing and
With the rotary drive motor built in the above housing,
With the swing center axis rotatably installed with respect to the above housing,
A rotation center shaft that is swung by rotating the rocking center shaft with the rocking drive motor,
It is equipped with a wrist that is rotatably provided around the rotation center axis and is rotated by the rotation drive motor.
A swing posture adjusting means for manually rotating the swing center axis and a rotation posture adjusting means for manually rotating the wrist are provided .
A swing-side transmission mechanism accommodating member and a rotation-side transmission mechanism accommodating member are installed in the housing, and the oscillating posture adjusting means is accommodated in the oscillating side transmission mechanism accommodating member so as not to project to the outside and to rotate. A wrist unit characterized in that the posture adjusting means is also housed in the rotation side transmission mechanism accommodating member and does not protrude to the outside .
上記揺動用駆動モータの回転は揺動駆動軸を介して上記揺動中心軸に伝達され、
上記揺動姿勢調整手段は上記揺動駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とする手首ユニット。 In the wrist unit according to claim 1,
The rotation of the swing drive motor is transmitted to the swing center shaft via the swing drive shaft, and is transmitted to the swing center shaft.
The wrist unit, characterized in that the swing posture adjusting means is a tool engaging portion provided at the shaft end of the swing drive shaft.
上記揺動用駆動モータの回転は上記揺動駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に固着された揺動側ヘリカルギヤを介して上記揺動中心軸に伝達されることを特徴とする手首ユニット。 In the wrist unit according to claim 2,
The rotation of the swing drive motor is transmitted to the swing center shaft via a worm gear fixed to the swing drive shaft and a swing side helical gear fixed to the swing center shaft. unit.
上記回転用駆動モータの回転は回転駆動軸を介して上記手首に伝達され、
上記回転姿勢調整手段は上記回転駆動軸の軸端に設けられた工具係合部であることを特徴とする手首ユニット。 In the wrist unit according to any one of claims 1 to 3.
The rotation of the rotary drive motor is transmitted to the wrist via the rotary drive shaft, and is transmitted to the wrist.
The wrist unit characterized in that the rotary posture adjusting means is a tool engaging portion provided at the shaft end of the rotary drive shaft.
上記回転用駆動モータの回転は上記回転駆動軸に固着されたウォームギヤと上記揺動中心軸に回転可能に取り付けられた回転側ヘリカルギヤと一対のべベルギヤを介して上記手首に伝達されることを特徴とする手首ユニット。 In the wrist unit according to claim 4,
The rotation of the rotary drive motor is transmitted to the wrist via a worm gear fixed to the rotary drive shaft, a rotary side helical gear rotatably attached to the swing center shaft, and a pair of bevel gears. Wrist unit.
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