JPH01183382A

JPH01183382A - 機械駆動機構

Info

Publication number: JPH01183382A
Application number: JP63240604A
Authority: JP
Inventors: Anthony J Lawler; アンソニー　ジョン　ロウラー
Original assignee: Kemble Instrument Co Ltd
Current assignee: Kemble Instrument Co Ltd
Priority date: 1987-09-25
Filing date: 1988-09-26
Publication date: 1989-07-21
Also published as: GB8722575D0; GB2210350A; US4922173A; DE3887269D1; EP0315310B1; DE3887269T2; EP0315310A1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】Ａ０発明の目的（１）　　産業上の利用分野本発明は、２次元または３次元における所望の位置に移
動自在な部分を有する機械駆動機構に関する。

（２）従来の技術駆動力を電動モータから可動部分に伝達するためにケー
ブル駆動機構またはベルト駆動機構を使用すれば、構造
簡単且つ廉価なロボット駆動機構が提供可能である。こ
のような機構としては、垂直の支持体を担持しているテ
ーブルが第１モータにより垂直の軸の回りで回転可能で
あり、支持体により担持されたキャリジが第２モータに
より垂直方向に移動可能であり、キャリジにより担持さ
れたアームが第３モータにより水平方向に移動可能に構
成された円筒状のロボットを開示した英国特願公開第２
１２３７９０号公報に記載されている。第１．第２及び
第３モータは、それぞれのケーブル駆動機構を介してテ
ーブル、キャリジ及びアームを駆動し、これら３つ６モ
ータを適切に動かせて、アームにより担持されている作
業部を３次元内で要求通り移動させることができる。

（３）発明が解決しようとする課題しかし、このような従来の構成では、第２モータにより
キャリジを垂直方向に移動させると、第３モータを駆動
しなくとも、アームが水平方向に移動するので、付加的
な補償用の構成要素を設けなければならないという問題
がある。具体的には、垂直方向のモータと水平方向のモ
ータの動作を同期化させる手段と共に、ロボットアーム
の垂直方向の位置と水平方向の位置を検知する手段が設
けられているので、ロボットアームが垂直方向に移動さ
せられると、水平方向の移動を制御するモータも作動さ
せてロボット・アームに生じ得る水平方向の遊動を補償
るようになっている。

そこで本発明は、作業部の運動の自由度にあわせて複数
のモータを有し、１つのモータの運動が別のモータと関
連した一方向への運動を生ぜしめないよう各モータから
の駆動力を伝達するベルト駆動機構を備え、これにより
簡単で信頼性のあ°る機械駆動機構を提供することを目
的とし、更にばかがる駆動機構を含むロボットを提供す
ることを目的とするものである。

この明細書に使用されるに「ベルト」という用語は、任
意の断面形状を有する平坦なまたは歯付きベルト、ケー
ブル、チェーン、ローブ等のごとき実質的に伸びないが
可撓性を備えた細長い引張要素を含むものとされる。

Ｂ０発明の構成（１）　　課題を解決するための手段本発明の第１の側面によれば、各モータ手段の制御によ
り、少なくとも２つの異なった方向に独立した並進運動
を提供する機械駆動機構であって、前記方向の５ち第１
の方向へ移動し得るよう支持される第１キャリヤと、前
記方向のうち第２の方向へ移動し得る前記第１キャリヤ
により支持される第２キャリヤと、前記モータ手段のう
ち第１モータ手段からの駆動力を前記第１キャリヤに伝
達するよう配置された第１駆動部と、前記モータ手段う
ち第２モータ手段からの駆動力を前記第２キャリヤに伝
達するよう配置された第２駆動部とからなり、前記第２
駆動部は前記第１キャリヤ上の箇所と前記第２キャリヤ
上の箇所との間にそれぞれ延びた２つの部分を有するベ
ルト手段よりなり、前記第１モータ手段が停止すると前
記２つの部分の一方が長くなると共に他方が短くなるこ
とにより前記第２キャリヤが前記第１キャリヤに対して
相対移動するが、前記第１モータ手段が駆動されて前記
第２モータ手段が停止すると前記２つの部分が同じ長さ
を維持することにより、前記第１キャリヤが移動しても
前記第２キャリヤが該第１キャリヤに対して相対移動し
ないように、前記ベルト手段は前記第２モータ手段によ
り駆動されてなる、機械駆動機構が提案される。

また、本発明の第２の側面によれば、各モータ手段の制
御により、２つの独立した方向への運動を提供する機械
駆動機構であって、前記方向のうち第１の方向に移動し
得るよう支持される第１キャリヤと、前記方向のうち第
２の方向に移動し得るよう支持される第２キャリヤと、
前記モータ手段のうち第１モータ手段からの駆動力を前
記第１キャリヤに伝達するよう配置された第１ベルト駆
動部と、前記モータ手段のうち第２モータ手段から前記
第２キャリヤに駆動力を伝達するよう配置された第２ベ
ルト駆動部とよりなり、該第２ベルト駆動部は、前記第
２キャリヤ上に取付けられた各プーリの回りを延在する
２つの部分を備えたベルトからなり、前記第１モータ手
段が停止したとき、前記２つの部分の一方が長くなると
共に、他方の部分が短くなることにより前記第２キャリ
ヤが前記第１キャリヤに対して相対移動するが、前記第
１モータが駆動されて、前記第２モータが停止すると、
前記２つの部分が同じ長さを維持することにより前記第
１キャリヤが移動しても、前記第２キャリヤが前記第１
キャリヤに対して相対移動しないように、前記ベルトは
第２モータにより駆動されることを特徴とする機械駆動
機構が提案される。

また、本発明の第３の側面によれば、各モータ手段の制
御により、少なくとも２つの異なった方向に並進運動を
提供する機械駆動機構であって、前記方向のうち第１の
方向へ移動し得るよう支持される第１キャリヤと、前記
方向のうち第２の方向へ移動し得るよう前記第１キャリ
ヤにより支持される第２キャリヤと、第１モータ手段か
らの駆動力を前記第１キャリヤに伝達するよう配置され
た第１駆動部と、第２モータ手段からの駆動力を前記第
２キャリヤに伝達するよう配置された第２駆動部とから
なり、該第２駆動部は、前記第２キャリヤ上に取付けら
れた各プーリの回りを延在する２つの部分を備えたベル
トからなり、前記第１モータ手段が停止すると前記２つ
の部分の一方が長くなると共に、他方の部分が短（なる
ことにより第２キャリヤが前記第１キャリヤに対して相
対移動するが、前記第１モータ手段が駆動されて、第２
モータ手段が停止すると、前記２つの部分が同じ長さを
維持することにより、前記第１キヤ１１ヤが移動しても
前記第２キャリヤが前記第１キャリヤに対して相対移動
しないように、前記ベルトは２モータ手段により駆動さ
れることを特徴とする機械駆動機構が提案される。

好ましくは、前記ベルト手段はベルトからなり、該ベル
トの上述した部分は第２キャリヤ上に取付けられた各プ
ーリを回ると共に、第１キャリヤ上に取付けられた各プ
ーリを回って延び、第２キャリヤ上のプーリを第１キャ
リヤ上のプーリに対し近接および離反する方向に移動さ
せることができるように配設される。

また、第２モータ手段が駆動されて、第１モータ手段が
停止しているとき、ベルトが第２キャリヤから離れた箇
所で係止されていることが好ましい。

（２）作　用前記構成によれば、機械は一方向への運動を他の方向へ
の運動から独立して行い、またそれら異なる方向への二
次元的或いは三次元的な運動を複数のモータ手段の選択
的な制御駆動により確実に行うことになる。

（３）実施例以下、本発明の幾つかの実施例を添付図面に沿って詳細
に説明する。

駆動機構の一部を取り除いた状態の円筒状ロボット装置
が第１図に示されている。この装置は、ベアリング５を
介してベースプレート８上に取付けられ、垂直の支持部
材３を担持した回転可能なテーブル４を備えている。垂
直方向に移動可能なサドル２の形を呈している第１キャ
リヤが車輪１１を介して支持部材３上を走行し、さらに
サドル２上に取付けられた車輪ｌＯが、以下、Ｙ軸と称
される方向に水平に移動するアーム１の形を呈した第２
キャリヤを支持している。アームｌは、サンプル用探知
針や機械的なグラブを含めて他方の異なった工具のうち
の一つを一体で担持し得るようにしても良い、テーブル
４の回転運動は、ベル）１３を介してテーブル４に接続
されている駆動プーリ７にベルト１２を介して接続され
た駆動モータ６により行われる。駆動ブーＩ７７は、減
速と増加トルクをテーブル４に伝達し得る異なった寸法
の２つの車輪から構成されている。テーブル４を回転さ
せるための別の構成として、テーブル４を直接駆動モー
タの軸に接続するという方法がある。

本発明の一実施例に従ったベルト式駆動機構の概略図が
第２図に示されている。垂直方向Ｚのサドル２の移動は
、従来のプーリ及び駆動機構によ１）行われる。ベルト
１５は、サドルを貫通するベルト１５の点線部分により
示されているように、サドル２に固着されていて、垂直
の駆動プーリ１６を回り、サドルの本体を貫通する穴１
７を通り、垂直の部材３（第２図には示され、ていない
）に取付けられた垂直のアイドラープーリ１８を回って
延設されている。駆動プーリ１６を回転させると、サド
ルは垂直方向に移動する。

ロボットアーム１のための水平方向または半径方向の駆
動機構は、ベルト９と、サドル２上に取付けられた４つ
のアイドラープーリ２４〜２７と、ロボットアームｌの
２つの端部の近傍に取付けられた２つのアイドラープー
リ１９，２０と、半径方向の駆動ブー１Ｊ２１とから構
成されている。ベルト９は、ロボットアームとサドルか
ら離隔する２つの係留箇所２２および２３で、例えば、
垂直の部材３上にしっかりと固定されている。ベルト９
は、係留箇所２３からサドルアイドラープーリ２４を回
り、アームｌに沿い、アイドラープーリ２０を回り、ア
ームに沿って戻り、サドルアイドラープーリ２５を回り
、半径方向の駆動プーリ２１を回り、しかるのち上に向
ってアイドラープーリ２６．１９および２７まで延在し
て、係留箇所２２で終わっている。ベルト９は、駆動プ
ーリ２１をしっかりと把持するようになっている。第２
図に示されているように駆動プーリ２１を時計方向に回
転させると、係留箇所２３からアイドラープーリ２４，
２０および２５を回って通過する部分でベルト９の長さ
が短くなり、これに対応してアイドラープーリ２６，１
９および２７を回って通過するベルト部分が長くなり、
ロボットアーム１は矢印Ａにより示されている方向に水
平に移動する。

しかし、半径方向の駆動プーリ２１がその関連する駆動
モータにより駆動されていないときは、ベルト９は駆動
プーリ２１に対して移動することはできず、このため駆
動プーリから各係留箇所まで２つの部分におけるベルト
の長さは一定のまである、したがって、垂直方向の駆動
プーリ１６によりサドルが垂直方向に移動しても、アー
ムｌは水平には移動しない、しかし、サドルが垂直方向
に移動するにしたがって、ベルトの２つの部分が２組の
アイドラープーリ２４．２０．２５と２７゜１９．２６
を通って走行する。これは、サドルが垂直方向に移動す
るとこれに対応してアームが水平方向に移動するように
されていたアームから離れた箇所で係留されるベルトを
使用しない他の駆動機構と異なっている。

第２図では垂直方向の駆動プーリ１６と水平方向の駆動
プーリ２１が可動テーブル４上に取付けられた状態で示
されており、それぞれのプーリに対応したモータがテー
ブル４に支持される。第３図には別の実施例が示されて
おり、駆動プーリとモータが可動テーブルから離れた箇
所に固定されていて、ベルトが、例えば、テーブルの下
に取付けられた一連のプーリ２８と２９を回り、可動テ
ーブル４（図示せず）に設けられた適当な単数或いは複
数の穴を通過して上方に延在している０作動時にはアイ
ドラープー−リ２Ｂ、２９とサドル２との間に十分な長
さを設けられ、これらの箇所の間で大幅な短縮を生じる
ことなく、２つのベルトを捩り作動できるよう構成され
ている。実際に、ベルトにもつれを発生させずに２７０
°までテーブルを回転させることが可能である。このよ
うにすると、垂直方向の駆動モータと水平方向の駆動モ
ータを機器のシャーシに固定することができ、モータの
ために移動空間を必要としない、さらに、機器の移動部
分に直接センサーを固定することなくアームとサドルの
所定の位置を設定することができるよう、表示フラッグ
を駆動プーリ１６，２１およびアイドラープーリ２８．
２９間のベルトに取付けるようにしてもよい。

別の実施例によれば、アイドラープーリ２８と２９を必
要とすることなく、可動テープＪしの下に直接駆動ブー
１月６と２１を取付けるようにしてもよい。

すべての実施例において駆動ブー１月６と、２１を駆動
モータのスピンドルから直接、また番よ歯車を介して、
或いは第１図に示されている種類のベルト式トルク伝動
機構を介して駆動してもよム１゜本発明に係る駆動機構
は、円筒状ロボットの如く、アームが３つの直交するデ
カルト軸に沿って移動するよう構成されたデカルトロボ
ット（ｃａｒｔｅｓｉａｎｒａｂｏｔｓ）にも同様に使
用することができ、幾つかの実施例が第４図から第１Ｏ
図に示されている。

第４図に示されているデカルトロボットは、テーブル４
０と、両端がスライドに沿って水平方向Ｘに移動可能な
細長い水平の指示部材４１と、該支持部材４１に沿って
水平方向Ｙに移動可能なサドル４２と、サドル４２に対
して垂直方向Ｚに移動可能なアーム４３とから構成され
ている。符号４８により表示されているロボットハンド
のような種々の工具や附属品を可動アーム４３に取付け
ることができる。

水平の支持部材４１は、駆動モータブー１１４５と、１
箇所４６′で支持部材４１に固定されたベルト４６と、
アイドラープーリ４９とより或る、円筒状ロボットの垂
直方向駆動機構に類偵した従来の駆動機構により水平方
向Ｘに駆動される。

第５図を参照し、水平方向Ｙの駆動機構は、箇所５０と
５１でテーブル４０（第５図には図示されていない）に
固定されたベルト４７と、Ｙ方向のモータ・駆動プーリ
４４と、支持部材４１（第５図には図示されていない）
上に取付けられた一連のアイドラープーリ５２〜５５と
、サドル４２上に取付けられた２つのアイドラープーリ
５７゜５８と、テーブル４０上に取付けられたアイドラ
ープーリ５６とから構成されている。ベルト４１は、固
定箇所５０からアイドラーブー１７５２，５７．５３を
回り、駆動プーリ４４を回り、アイドラープーリ５６を
回って延在し、更にアイドラーブーＱ５５．６８．５４
と固定箇所５１へと延設されている。駆動プーリ４４を
図示されているように時計方向に回転すると、固定箇所
５０と駆動プーリ４４との間のベルト４７の部分は短く
なり、その分駆動プーリ４４と固定箇所５１との間のベ
ルト４７の部分が長くなり、支持部材４１を保持してい
るすＦル４２は、アイドラープーリ５２と５３に向って
水平方向Ｙに移動する。

しかし、駆動プーリ４４が関連したモータにより駆動さ
れていない時は、ベルト４７は駆動ブーＩＪ４４に対し
て相対運動を行うことはできない。

したがって、アイドラープーリ５２〜５５が取付けられ
ている支持部材４１が、Ｘ方向駆動部材としてのプーリ
４５＆びそれに関連したベルト駆動機構により水平方向
Ｘに移動しても、Ｘ方向駆動ブー１Ｊ４４と固定箇所５
０．５１との間のベルトの２つの部分は一定の長さのま
まであるので、Ｘ方向移動に関連してサドル４２がＸ方
向に移動することはない、サドル４２と支持部材４１が
水平方向Ｘに移動するにしたがって、ベルトの２つの部
分は、アイドラープーリ５２，５７．５３と５４．５８
．５５をそれぞれ介して走行する。

第６図は、第４図と第５図に示されているデカルトロボ
ットのアーム４３をＸ方向及びＸ方向の移動とは別個に
、垂直方向Ｚに移動させるベルト式駆動機構を示してい
る。ベルト７２はテーブルに固定された箇所５９から延
出し、水平の支持部材４１（第６図には図示されていな
い）に取付けられたアイドラーブー＋７６１を回り、サ
ドル４２（図示せず）に取付けられたアイドラープーリ
６６を９０°捩れながら通過し、アーム４３（図示せず
）に取付けられたアイドラープーリ７０を通り、サドル
４２に取付けられたアイドラープーリ６７を回り、支持
部材４１に取付けられたアイドラープーリ６３を９０’
捩れながら通過し、Ｘ方向駆動モータのスピンドルに取
付けられた駆動プーリ６５を更に９０’捩れながら通過
し、しるかのち支持部材４１に取付けられたアイドラー
プーリ６４，６２と、サドル４２に取付けられたアイド
ラーブーＩＪ６９，６Ｂと、アーム４３に取付けられた
アイドラープーリ７１を介してテーブル４０上に固定さ
れた箇所６０に戻る。Ｘ方向駆動プーリ６５が、図示の
ように、時計方向に回転すると、（アイドラープーリ７
０等を通過する）駆動プーリ６５および固定箇所５９間
のベルトの部分が長くなり、モータの駆動プーリ６５お
よび固定箇所６０間のベルトの部分は短くなり、アイド
ラープーリ７１がアイドラーブー１Ｊ６８と６９に接近
するにしたがって、キャリジ４３は垂直方向上方に移動
する。同様に、Ｘ方向駆動モータが反時計方向に回転す
ると、アーム４３は下方に移動する。

しかし、水平の支持部材４１が水平のＸ方向に移動して
も、モータの駆動ブーＩＪ６５と固定箇所５９および６
０との間のベルトの各部分は一定の長さのままであり、
アイドラープーリ６１，６６゜７０．６７．６３と６２
．６８．７１．６９．６４を通って走行するので、垂直
のＸ方向には対応した移動は生じない、同様に、サドル
４２が水平のＸ方向に移動したとき、アイドラープーリ
６１および６３間、アイドラープーリ６２および６４間
のベルトの各部分は一定の長さのままであり、アイドラ
ープーリ６６．７０．６７と６８．７１゜６９を通って
走行するので、Ｚ方向のアーム４３の移動は生じない。

空間を節約するため、ベルトがアイドラープーリ６７の
下から上方へと走行し、アイドラープーリ７０を反時計
方向に回り、アイドラープーリ６６を回って下方へ戻る
よう、これらアイドラープーリ６６と６７をアイドラー
プーリ７０の垂直方向下方の共通のスピンドル上に取付
けるようにしてもよい、同様に、空間を節約するため、
アイドラープーリ６８と６９を共通のスピンドル上に取
付けるようにしてもよい。

第４図に示されているデカルトロボットに適用可能な別
のベルト式駆動機構が、第７図と第８図に示されている
。

これらの図面には、２つの箇所８０と８１でテーブルに
固定されていて、テーブル上に取付けられた駆動プーリ
８６により駆動されるベルト８８を備えた、第５図のも
のと類似したサドル４２用の水平のＸ方向駆動機構が図
示されている。ベルト８８は、固定箇所８０から水平の
支持部材４１上に取付けられたプーリ８２ａを回って延
在し、９０°捩じれながらサドル４２上に取付けられた
アイドラープーリ８４の回りを通過し、支持部材４１に
沿って戻りなからブーＩ７　Ｂ　２　ｂの回りを通過し
、駆動ブー１１８６の回りを通過し、しかるのちテーブ
ル上に取付けられたプーリ８７と、水平の支持部材４１
上に取付けられたプーリ８３ｂおよび８３ａと、サドル
４２上に取付けられたプーリ８５を通過し固定箇所８１
まで延在している。

支持部材４１を水平のＸ方向に移動させるために、従来
のＸ方向駆動装置も設けられている。

垂直の２方向への駆動機構は、２つの連続したループベ
ルト８９と１０８を含む２つの相互作用するベルト機構
より或る。ベルト８９は、駆動プ一り９０と、水平の支
持部材４１上に取付けられたアイドラーブーＩＪ９１と
、サドル４２上に取付けられたアイドラープーリ９３，
９４．９５と、支持部材４１上に取付けられたアイドラ
ープーリ９８と、テーブル上に取付けられたアイドラー
プーリ１０９の回りを延在し、アイドラーブーＩＪ　９
９と９２をへて駆動プーリ９０に戻る。ベルト１０８は
、サドル４２に取付けられたブーｌ７１０６゜１０５．
１０４を介して、サドル４２に対して垂直方向に移動可
能なアーム４３に固定されたプーリ１００からプーリ１
０３まで延在し、更にサドル４２に取付けられたプーリ
１０２．９７．１０１を介してプーリ１０３からプーリ
１００に戻る。

アイドラープーリ９７は、シャフト９６を介してプーリ
９７に駆動連結されており、プーリ８５と１０５はシャ
フト１０７を介して連結されている。

水平のＸ方向駆動機構とＸ方向駆動機構が作動していな
いときは、ベルト８８はＸ方向駆動機構の各アイドラー
プーリの回りを移動することができず、特に、プーリ８
５は回転しないよう保持きている。２方向駆動プーリ９
０が作動すると、連続したベルト８９は、各アイドラー
プーリ９１゜９３〜９５等を回って走行する。したがっ
て、プーリ９４は回転し、この回転は、シャフト９６を
介してベルト１０Ｂの第２ベルト機構と関連したアイド
ラープーリ９７に伝達される。このベルト機構のプーリ
１０５は、シャフト１０７を介して水平方向Ｙへの駆動
機構のプーリ８５に接続されている。この水平方向Ｙへ
の駆動機構が作動しておらず、またサドル４２が水平に
移動していないときは、プーリ１０５と同様、プーリ８
５はベルト８８により固定状態に保持される。この構成
により、この箇所でベルト１０８を保持する効果が得ら
れる。プーリ９７が回転すると、プーリ１０１．１００
．１０６と１０２，１０３，１０４を介して回転ブーＩ
Ｊ９７から固定プーリ１０５まで延在したベルト１０８
の２つの部分は、ブーＩ７９７の回転の方向によって、
一方は短くなり、他方は長くなるとともに、プーリ１０
０と１０３が取付けられているアーム４３は、サドル４
２に対して上方、または下方に移動する。

水平方向Ｙの駆動機構が作動していて、垂直方向Ｚの駆
動機構が作動していないときは、サドル４２が水平に移
動するにしたがって、ベルト８９はブー１Ｊ９３と９４
の回りを走行し、シャフト９６を介してアームベルト機
構のプーリ９７を回転させる。しかし、サドル４２がＹ
方向駆動機構のプーリ８５により駆動されて、水平方向
に移動するにしたがって、プーリ１０５も回転する。ブ
ーＩＪ９７がプーリ１０５により駆動されるにしたがう
て、同速度でベルト１０８はプーリ９７により駆動され
るようブーＩＪ９４，９７，８５，１０５が寸法ぎめ（
例えば、同寸法）されているので、ベルト１０８が駆動
機構の回りを自由に１４環している間、（一方はプーリ
１００の回りを延在し、他方はプーリ１０３のまわり延
在している）プーリ９７とプーリ１０５との間にあるベ
ルト１０Ｂの２つの分の長さは一定のままである。

同様に、支持部材４１がＸ方向に移動するとき、駆動プ
ーリ８６から係留箇所８０と８１までのベルト８８の２
つの部分の長さは一定であり、駆動プーリモータ９０か
らプーリ９１と９２を回ってプーリ１０９まで延在した
ベルト８９の２つの部分の長さも一定であり、プーリ８
５と９４により駆動されてベルト１０８は自由に回転す
るが、サドル４２がＹ方向に移動したりアーム４３がＺ
方向に移動することはない。

第９図は、第４図のものに類似するデカルトロボットの
共通の部材に取付けられた複数のサドルをＹ軸方向に駆
動するＹ軸複式駆動機構を示す。

第９図は２つのサドルだけを駆動する駆動機構を示して
いるが、この機構は、空間及び形状寸法を考慮すれば少
なくとも４つのサドルを備えた機構へと拡大することが
できる０本発明のこの観点によれば、サドル間の間隔を
制御するため、各サドルを他のサドルから実質的に独立
して移動させることができる。このような機構は、それ
ぞれ別個のサドル上に取付けられたＺ軸方向の各アーム
上に多数のピペットを取付けられた、化学の研究に使用
されるデカルトロボットに特に適用し得る。

液体をピペットで出入れさせる複数のサンプルチューブ
の間隔に合わせて、サドルの間隔、したがって、ピペッ
トの間隔を変更することができる。

この種の駆動機構の用途としては、把持用のペンチの半
分のところで終端垂直方向移動可能なアームを一対のサ
ドルの各サドル上に取付けて把持用ペンチを提供するこ
ともできる。ベンチはサドルの間隔を制御することによ
り、必要に応じ、種々の物体を把持移送及び把持解除す
べく使用することができる。

第９図に示されている駆動機構の各駆動装置は、連続し
たケーブル１２１と１４１を駆動プーリ１２０．１４０
、及びかかるケーブル１２１，１４１を積極的に駆動し
あるいは停止させることができるバックオフ駆動プーリ
１２７と１４７を備えている。第１のサドル（図示せず
）用の第１駆動装置は、駆動プーリ１２０から一連のア
イドラープーリ、すなわら、テーブル上に取付けられた
アイドラープーリ１２２．１２６と、支持部材上に取付
けられたアイドラープーリ１２３．１２５゜１２８．１
３０と、デカルトロボット（図示せず）の第１サドル上
に取付けられたアイドラープ−り１２４と１２９を回り
且つデカルトロボットのテーブル上に取付けられたバッ
クオフ駆動プーリ１２７を回って延在した連続したケー
ブル１２１を備えている。第２のサドル（図示せず）の
第２駆動装置は、デカルトロボット（図示せず）のテー
ブル、支持部材および第２サドル上にそれぞれ取付けら
れた一連のアイドラープーリ１４２゜１４６および１４
１，１４５，１４８，１５０および１４４．１４９を回
って駆動ブー９１４０から駆動される連続したケーブル
１４１と、ロボットのテーブル上に取付けられたバック
オフ駆動プーリ１４７を備えている。

駆動プーリ１２０と１４０は、バックオフ駆動ブーＩＩ
　ｌ　２７と１４７のスイッチを切り、ベルト１２１と
１４１をこれらの箇所で保持したときに（アイドラープ
ーリ１２４，１２９およびと１４４．１４９と関連する
）第１と第２サドルが同期的に駆動されるように、同じ
駆動装置から共通に駆動される。しかし、バックオフ駆
動プーリ１２７と１４７それぞれにより供給される駆動
の量と方向は、第１及び第２サドルの運動を別個に制御
して、両方のサドルの間隔を調節するよう互いに独立し
て変更するようにしてもよい０例えば、バックオフ駆動
ブーＩＪ　１４７のスイッチを切って、ケーブルをこの
箇所で保持した状態で、駆動プーリ１２０，１４０とバ
ックオフプーリ１２７とを同じ速度で反時計方向に駆動
すれば、ロボットの第１サドルは静止状態のままであり
、第２サドルは第１サドルに向ってＹ方向に移動し、両
方のサドル間のギャップは狭くなる。バックオフ駆動プ
ーリ１２７と１４７は、第１と第２サドル間の間隔と支
持部材上におけるこれら第１と第２サドルの位置を変え
るために互いに反対の方向にあるいは同じ方向に駆動し
てもよい。

ロボットの支持部材のＸ方向の移動は、ケーブル１２１
および１４１をアイドラープーリ１２３より１２５まで
、１２８より１３０まで、１４３より１４５まで、そし
て１４８より１５０までの各区間で自由に走行させるこ
とより、サドルをＹ方向に移動させることなく、１１節
することができる。

上述のように、プーリ１２０と１４０は共に駆動される
。したがって、前記プーリ１２０と１４０は、プーリ１
３０と１５０．１２２と１４２゜そして１２３と１４３
の場合同様に、単一のプーリと取り換えても良い。

第９図のＹ輪駆動機構と組合せた場合に特に適している
デカルトロボットのアーム用のＺ軸駆動機構が第１０図
に示されている。この駆動機構の場合、上方および下方
のケーブル装置のケーブル１６０と１８０が懸回されて
走行するアイドラープーリ１６４と１８４が取付けられ
たスピンドル１７０のＸ方向の水平移動によりアームの
移動が行われる点で上述した他の駆動機構と特に異なっ
ている。

上方のケーブル１６０は、ロボットアームの頂部のほぼ
近傍に位置している固定箇所１９０から、ロボットのサ
ドル、支持部材およびフレーム上にそれぞれ取付けられ
たアイドラープーリ１６１゜１６２．１６３を回り、Ｘ
方向に移動可能なスピンドル１７０上に取付けられたア
イドラープーリ１６４を回り、次いでそれぞれフレーム
と支持部材上に取付けられたアイドラープーリ１６５〜
１６７とアイドラープーリ１６８を回うて延在し、最後
にサドル上の固定箇所１６９で終端している。

下方ケーブル１８０は、ロボットアームの底部のほぼ近
傍に位置している固定箇所１９１からサドル、支持部材
およびフレームそれぞれの上に取付けられたプーリ１Ｂ
１，１８２，１８３を回り、可動スピンドル１７０上に
取付けられたアイドラープーリ１８４を回り、次いでフ
レームおよび支持部材それぞれの上に取り付けられたア
イドラープーリ１８５〜１８７とアイドラープーリ１８
８を回って類偵の経路をたどり、サドル上の固定箇所１
８９で終端している。

スピンドル１７０が矢印により表示されている方向にア
イドラープーリ１８５から離れる側へ移動すると、後述
のようにアームは上に向って移動する。ケーブル１８０
はサドル上の固定箇所１８９で固定されているので、ア
イドラーブー１１１８４が図示の方向に移動すると、プ
ーリ１８４から固定箇所１８９までのケーブルの長さは
長くなると同時に、固定箇所１９１からアイドラープー
リ１８４までのケーブルの長さは短（なり、アームの下
端はサドル上に取付けられたプーリ１８１に向って移動
する。同様に、プーリ１６４が図示の方向に移動すると
、プーリ１６４から固定箇所１６９までのケーブルの長
さは短くなるとともに、プーリ１６４から固定箇所１９
０までのケーブルの走行距離は長くなり、アームの頂部
はサドル上に取付けられたプーリ１６１から離れる方向
に移動することができる。

同様に、スピンドル１７０が矢印の方向と反対にプーリ
１８５に向って移動すると、アームは降下する。スピン
ドル１７０をＸ方向に横向きに移動させるには、スピン
ドル１７０をテーブルの長さに亘って延びる連続したル
ープ上駆動ベルト（図示せず）上の箇所に接続すれば良
い。

プーリ１６１と固定箇所１９０との間、そしてブーＩＪ
　ｌ　８１と固定箇所１９１との間のケーブルのそれぞ
れの長さを変えることなく、アイドラープーリ１６２〜
１６８及び１８２〜１８Ｂが上方のケーブル１６０と下
方ケーブル１８０とをは駆動機構の回りで自由に走行さ
せることを可能にしているので、アームをＸ方向に移動
させることな（、サドルのＹ方向の移動を調節すること
ができる。支持部材のＸ方向の水平移動は、同様に、ア
イドラープーリ１６３〜１６７および１８３〜１８７の
回りで上方ケーブル１６０および下方ケーブル１８０を
それぞれ自由に移動させることにより調節される。

Ｃ３発明の効果以上のように本発明によれば、機械駆動機構における第
２駆動部のベルト手段は第２モータ手段に駆動され、第
１モータ手段が停止すると第１゜第２キャリヤ上の所定
箇所間に亘って延びるベルト手段の２つの部分の一方が
長くなると共に他方が短くなることにより第２キャリヤ
が第１キャリヤに対して相対移動し、第１モータ手段が
駆動されて第２モータ手段が停止すると前記２つの部分
が同じ長さを維持することにより第１キャリヤが移動し
ても第２キャリヤが第１キャリヤに対して相対移動しな
いように構成されるので、１つのモータ手段による移動
が別のモータ手段による移動の影響を受けることがなく
、従って、作業部等の所望の位置への移動を容易且つ確
実に得ることができ従来必要であった水平方向の遊動を
補償する付加手段が不要となり、部品点数、生産コスト
の低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による円筒状ロボットの支持構成要素
を示した斜視図、第２図は、本発明の実施例による駆動
機構を組み込んだ第１図による円筒状ロボットの概略図
、第３図は、円筒状ロボットと共に使用される本発明の
駆動機構の別の実施例を示した概略斜視図、第４図は、
本発明の実施例による駆動機構を組み込んだデカルトロ
ボットの斜視図、第５図は、第４図に示されているＹ軸
駆動機構の平面図、第６図は、デカルトロボットと共に
使用される本発明の実施例によるＺ軸駆動機構の概略斜
視図、第７図は、デカルトロボットと共に使用される本
発明の実施例による別のＺ軸およびＹ軸の駆動機構を示
す、第８図は、第７図に示されている駆動機構と関連し
たアイドラープーリを詳細に示す図、第９図は、例えば
、共通の部材上に取付けられた複数のサドルを有するデ
カルトロボットに使用するのに適した本発明の実施例に
よるＹ軸複式駆動機構を示す、第１０図は、特に、複数
のサドルを有する種類のデカルトロボットに使用される
Ｚ軸駆動機構を示す図である。１・・・アーム、２．４２・・・サドル、３・・・支持
部材、４．４０・・・テーブル、？、１６．２１．４４
，６５．８６，９０，１４０・・・駆動プーリ、８・・
・ベースプレート、９，１２，１３，４６．８８・・・
ベルト、　１８．　１９．　２０．　２４．　２５．　
２６．　２７゜４９、　５２．　５３．　５４．　５５
．　５６．　５７．　５Ｂ、　　６２．　６３．　６４
．　６７、　６Ｂ、　　６９．　７０゜７１、　８２ａ
、　　８２ｂ、　　８４．　８５．　８６．　８７゜９
１．９２．９３，９４．９７．９８，９９．　１００、
　１０３．　１０５．　１０９．　１２３．　１２４゜
１２５、　１２８．　１２９．　１３０．　１６１．　
１６４、　１６５．　１６６、　１６７、　１６８．　
１８１゜１８２．１８３，１８４，１８８・・・アイド
ラープーリ、２２，２３，６０，８０，８１．　１６９
゜１８９．１９０・・・係留箇所、１２１，１４１，１
６０．１８０・・・ケーブル

Claims

【特許請求の範囲】

（１）各モータ手段の制御により、少なくとも２つの異
なった方向に独立した並進運動を提供する機械駆動機構
であって、前記方向のうち第１の方向へ移動し得るよう
支持される第１キャリヤと、前記方向のうち第２の方向
へ移動し得る前記第１キャリヤにより支持される第２キ
ャリヤと、前記モータ手段のうち第１モータ手段からの
駆動力を前記第１キャリヤに伝達するよう配置された第
１駆動部と、前記モータ手段うち第２モータ手段からの
駆動力を前記第２キャリヤに伝達するよう配置された第
２駆動部とからなり、前記第２駆動部は前記第１キャリ
ヤ上の箇所と前記第２キャリヤ上の箇所との間にそれぞ
れ延びた２つの部分を有するベルト手段よりなり、前記
第１モータ手段が停止すると前記２つの部分の一方が長
くなると共に他方が短くなることにより前記第２キャリ
ヤが前記第１キャリヤに対して相対移動するが、前記第
１モータ手段が駆動されて前記第２モータ手段が停止す
ると前記２つの部分が同じ長さを維持することにより、
前記第１キャリヤが移動しても前記第２キャリヤが該第
１キャリヤに対して相対移動しないように、前記ベルト
手段は前記第２モータ手段により駆動されてなる、機械
駆動機構。
（２）前記ベルト手段は、ベルトからなり、該ベルトに
おける前記２つの部分は前記第２キャリヤ上に取付けら
れた各プーリを前記第１キャリヤ上に取付けられた各プ
ーリに対して接近、離反する方向に移動させ得るよう、
これら第１、第２キャリヤ上の各プーリを回って延びて
いることを特徴とする第（１）項記載の機械駆動機構。
（３）前記第２モータ手段が駆動され、第１モータ手段
が停止しているとき、前記ベルトは第２キャリヤから離
れた箇所で係止されていることを特徴とする第（２）項
記載の機械駆動機構。
（４）前記第１モータ手段が停止して、前記第２モータ
手段が駆動されているとき前記ベルトは前記第１キャリ
ヤ上の或る箇所に係止されていて、前記第１モータ手段
が駆動されていて前記第２モータ手段が停止していると
き、ベルトの係止が解除されることを特徴とする第（３
）項記載の機械駆動機構。
（５）前記ベルトは、前記第２キャリヤ上に取付けられ
た前記プーリの回りを通過するとともに、前記第１キャ
リヤ上に取付けられた第１と第２のプーリの回りをも通
過する閉鎖ループとして形成され、前記第２駆動部は、
前記第２モータ手段により駆動されると共に、前記第１
キャリヤ上に取付けられて前記第１プーリに駆動連結さ
れた前記第３プーリを回って通過する別のベルトを備え
ており、前記第１駆動部は、前記第１キャリヤ上に取付
けられると共に第２プーリに駆動連結された第４のプー
リを回って通過するベルトを備え、前記第１駆動手段が
停止したときに第２プーリを係留させるようにしたこと
を特徴とする第（４）項記載の機械駆動機構。
（６）前記ベルトは、前記第１および第２キャリヤから
離れた箇所で係止されていることを特徴とする第（２）
項記載の機械駆動機構。
（７）前記ベルトは、その一端において係止箇所から延
びて、前記第１キャリヤ上に取付けられたプーリ、前記
第２キャリヤ上に取付けられたプーリ、および前記第１
キャリヤ上に取付けられたプーリの回りを通り、駆動プ
ーリに至り、更に前記第１キャリヤ上に取付けられたプ
ーリ、前記第２キャリヤ上に取付けられたプーリ、そし
て前記第１キャリヤ上に取付けられたプーリを回って第
２の端部の係止箇所に至ることを特徴とする第（６）項
記載の機械駆動機構。
（８）各モータ手段の制御により相互に直交する３つの
独立した方向への運動を提供する駆動機構であって、第
３の方向へ移動し得るよう前記第２キャリヤ上により支
持された第３キャリヤと、第３モータ手段からの駆動力
を前記第３キャリヤに伝達するよう配置された第３駆動
部とを更に備え、該第３駆動部は、前記第２キャリヤ上
の箇所と前記第３キャリヤ上の箇所との間にそれぞれ延
びた２つの部分を有するベルト手段よりなり、前記第２
モータ手段が停止すると前記２つの部分の一方が長くな
ると共に他方の部分が短くなることにより前記第３キャ
リヤが前記第２キャリヤに対して相対移動するが、前記
第１または第２モータ手段が駆動されて、前記第３モー
タ手段が停止すると前記２つの部分が同じ長さを維持す
ることにより前記第２キャリヤが移動しても、前記第３
キャリヤが前記第２キャリヤに対して相対移動しないよ
う前記第３駆動部のベルト手段は第３モータ手段により
駆動されることを特徴とする第（１）、（２）、（６）
または（７）項に記載の機械駆動機構。
（９）前記第２キャリヤは２つ設けられて前記第１キャ
リヤにより支持され、前記第２駆動部は２つ設けられ、
単一の前記第２モータ手段がそれら第２駆動部を第１キ
ャリヤに対して共に相対移動するように駆動すべく設け
られ、前記第２駆動部のうちの少なくとも１つは、前記
第２キャリヤ間の相対移動を可能ならしめるような可変
駆動力をベルトに提供し得る付加的なモータ手段を備え
ていることを特徴とする第（１）〜（８）項のいずれか
１項記載の機械駆動機構。
（１０）前記第２駆動部は第１およびと第２ベルトから
なり、該第１、第２ベルトはそれぞれ第１および第２モ
ータ手段から延びて、前記第１および第２のキャリヤで
終端する第１および第２の部分を有し、前記第２モータ
手段が駆動されると、前記第１と第２ベルトの前記第２
部分が長くなりかつ短くなることにより前記第２キャリ
ヤが第１キャリヤに対して相対移動するが、前記第１モ
ータ手段が駆動されて、前記第２モータ手段が停止する
と各ベルトの第１部分が等しく長くなりかつ各ベルトの
第２部分が等しく短くなることにより、前記第１キャリ
ヤが移動しても、前記第２キャリヤが前記第１キャリヤ
に対して相対移動しないことを特徴とする第（１）項記
載の機械駆動機構。
（１１）各モータ手段の制御により、２つの独立した方
向への運動を提供する機械駆動機構であって、前記方向
のうち第１の方向に移動し得るよう支持される第１キャ
リヤと、前記方向のうち第２の方向に移動し得るよう支
持される第２キャリヤと、前記モータ手段のうち第１モ
ータ手段からの駆動力を前記第１キャリヤに伝達するよ
う配置された第１ベルト駆動部と、前記モータ手段のう
ち第２モータ手段から前記第２キャリヤに駆動力を伝達
するよう配置された第２ベルト駆動部とよりなり、該第
２ベルト駆動部は、前記第２キャリヤ上に取付けられた
各プーリの回りを延在する２つの部分を備えたベルトか
らなり、前記第１モータ手段が停止したとき、前記２つ
の部分の一方が長くなると共に、他方の部分が短くなる
ことにより前記第２キャリヤが前記第１キャリヤに対し
て相対移動するが、前記第１モータが駆動されて、前記
第２モータが停止すると、前記２つの部分が同じ長さを
維持することにより前記第１キャリヤが移動しても、前
記第２キャリヤが前記第１キャリヤに対して相対移動し
ないように、前記ベルトは第２モータにより駆動される
ことを特徴とする機械駆動機構。
（１２）各モータ手段の制御により、少なくとも２つの
異なった方向に並進運動を提供する機械駆動機構であっ
て、前記方向のうち第１の方向へ移動し得るよう支持さ
れる第１キャリヤと、前記方向のうち第２の方向へ移動
し得るよう前記第１キャリヤにより支持される第２キャ
リヤと、第１モータ手段からの駆動力を前記第１キャリ
ヤに伝達するよう配置された第１駆動部と、第２モータ
手段からの駆動力を前記第２キャリヤに伝達するよう配
置された第２駆動部とからなり、該第２駆動部は、前記
第２キャリヤ上に取付けられた各プーリの回りを延在す
る２つの部分を備えたベルトからなり、前記第１モータ
手段が停止すると前記２つの部分の一方が長くなると共
に、他方の部分が短くなることにより第２キャリヤが前
記第１キャリヤに対して相対移動するが、前記第１モー
タ手段が駆動されて、第２モータ手段が停止すると、前
記２つの部分が同じ長さを維持することにより、前記第
１キャリヤが移動しても前記第２キャリヤが前記第１キ
ャリヤに対して相対移動しないように、前記ベルトは２
モータ手段により駆動されることを特徴とする機械駆動
機構。
（１３）前記第（１）〜（１２）項のいずれか１項に記
載の機械駆動機構を備えたロボット。