JPH01210288A - Wrist device for robot - Google Patents

Wrist device for robot

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Publication number
JPH01210288A
JPH01210288A JP3272288A JP3272288A JPH01210288A JP H01210288 A JPH01210288 A JP H01210288A JP 3272288 A JP3272288 A JP 3272288A JP 3272288 A JP3272288 A JP 3272288A JP H01210288 A JPH01210288 A JP H01210288A
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JP
Japan
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movable member
piezoelectric
robot
drive
vertical
Prior art date
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Pending
Application number
JP3272288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshio Ogiso
敏夫 小木曽
Haruaki Otsuki
治明 大槻
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH01210288A publication Critical patent/JPH01210288A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25JMANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
    • B25J9/00Programme-controlled manipulators
    • B25J9/10Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
    • B25J9/12Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements electric

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Robotics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manipulator (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enhance the accuracy of determining the position and attitude of a finger part of a robot by providing a piezoelectric driving device directly to an output shaft of a power transmission member of an electric motor part or a belt, etc. CONSTITUTION:An alternating voltage of resonance frequency of piezoelectric driving devices 6, 9 including a piezoelectric body is applied to the piezoelectric body. By giving a motion having a locus of elliptical vibration to a driving end part of the piezoelectric device by the application of the alternating voltage, and by pressing a moving part (rotational moving part, linear moving part) against the driving end part to move it into contact with the driving end part, the moving part is moved into a rotational or linear motion. In this instance, since the driving frequency is an inaudible frequency of 20KHz or more, the noise level remains low, and the vibration amplitude is in a range of only some microns, a finger part 19 of the robot can be positioned with high accuracy by detecting the position of the finger part 19 using a high resolution position- detecting board, and by performing a position feedback control.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロボット用手首装置に係り、特に高速・高精度
な位置・姿勢法めを行う水平長関節形組立ロボットに好
適な手首装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a wrist device for a robot, and more particularly to a wrist device suitable for a horizontal long-jointed assembly robot that performs high-speed and highly accurate position/posture determination.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、組立作業等に用いられてきた水平多関節ロボット
の例を第3図に示す。アーム1及び36は電動機37及
び35により矢印方向に回転駆動される。手首装置38
(破線表示)には先端のハンド19(ハンドの開閉動作
等は空気圧など、用いて行われるが1本説明ではその機
構については図示・説明していない)の位置・姿勢法め
のため、」1下・回転動作が要求されている。
FIG. 3 shows an example of a horizontal articulated robot that has been conventionally used for assembly work and the like. Arms 1 and 36 are rotationally driven in the direction of the arrow by electric motors 37 and 35. Wrist device 38
(Dotted line) indicates the position and posture of the hand 19 at the tip (opening/closing operations of the hand are performed using air pressure, etc., but this mechanism is not illustrated or explained in this explanation). 1 Down/Rotation operation is required.

次に、上下・回転動作を有する従来のロボット用手首装
置の例(特開昭62−1.938Q号第6図参照)を機
能を追加して第4図に示す。まず上下駆動機構を説明す
る。
Next, FIG. 4 shows an example of a conventional wrist device for a robot having vertical and rotational movements (see FIG. 6 of JP-A-62-1.938Q) with additional functions. First, the vertical drive mechanism will be explained.

ボールねじ20が電動機26よりベルト24を介して回
転駆動され、ボールねしナラ1〜部と結合された連結板
12により、軸受を介してスプライン軸7と連結されて
いる。スプライン軸7はハンド19と結合されているた
め、ボールねじ20の回転により、上下方向の動作を行
う。
A ball screw 20 is rotationally driven by an electric motor 26 via a belt 24, and is connected to a spline shaft 7 via a bearing by a connecting plate 12 connected to a ball screw nut 1 to 1. Since the spline shaft 7 is connected to the hand 19, the rotation of the ball screw 20 causes the spline shaft 7 to move in the vertical direction.

次に、回転駆動機構について説明する。ハンド19と結
合されたスプライン軸7と回転方向に結合されたスプラ
イン軸受8は、アーム1と結合された部材2に対して軸
受4.a、4bで支持されており、プーリ23b、ベル
1へ25を介して電動機21と結合されているため、電
動機21の回転により回転動作が実現できる。
Next, the rotational drive mechanism will be explained. A spline bearing 8, which is rotationally connected to a spline shaft 7 connected to the hand 19, is connected to the bearing 4 with respect to the member 2 connected to the arm 1. a, 4b, and is coupled to the electric motor 21 via the pulley 23b and the bell 1 25, so rotation of the electric motor 21 can realize rotational movement.

また、特開昭62−1.9389号には示されていない
が、上下軸は動作しない時の保持機能が不可欠であるた
め、メカニカルブレーキ27が設けられている。各電動
機26.21の回転位置は、位置検出器1.0.11に
より検出され、上下方向の原点位置、上下のオーバーラ
ンは近接スイッチ]5b。
Although not shown in Japanese Patent Application Laid-open No. 62-1.9389, a mechanical brake 27 is provided since the vertical axis must have a holding function when not in operation. The rotational position of each electric motor 26.21 is detected by a position detector 1.0.11, and the vertical origin position and the vertical overrun are determined by a proximity switch] 5b.

15a、1.5cにより検出される。また、回転軸は3
60°以上回転するため、オーバーラン機能は不要であ
るが、原点位置の検出を近接スイッチ16しこより行う
。また上下方向のオーバーラン後の動作停止のためスト
ッパー18が上下に設けられている。機構全体はカバー
17で覆われている。
15a and 1.5c. Also, the rotation axis is 3
Since the rotation is over 60 degrees, an overrun function is not required, but the origin position is detected using the proximity switch 16. Further, stoppers 18 are provided at the top and bottom to stop the operation after overrun in the vertical direction. The entire mechanism is covered with a cover 17.

上下駆動機構9回転駆動機構には、第4図に示したボー
ルねじ間接駆動方式、ベルト駆動方式の他に種々の方式
があり、下表にまとめて示す。
Vertical drive mechanism 9 There are various types of rotary drive mechanism in addition to the ball screw indirect drive system and belt drive system shown in FIG. 4, and these are summarized in the table below.

各方式(前述の方式3−ii、5は除く)を上記公知例
を用いて簡略に説明する。方式1は、エアシリンダーの
空気圧により上下軸を動作させる方式である。方式2は
、第4図におけるボールネジをラックに置き換え、ラッ
クと噛み合うピニオンを電動機で回転させることにより
上下動作を実現する刃長である。方式3−jは、ボール
ねじ部を出力軸とし、ボールねしナツト部を直接駆動電
動機回転子と結合し、その外側に設けられた直接駆動電
動機固定子に電力を供給し、駆動する方式である。方式
4は、上下軸をリニア電動機で駆動する方式である。方
式6は方式5のベルトの代りに歯車を用いた方式である
。回転駆動機構に直接駆動方式を用いた例は見当らない
。また、従来の手首装置は、駆動用電動機として電磁式
電動機を用いている。
Each method (excluding the aforementioned methods 3-ii and 5) will be briefly explained using the above-mentioned known examples. Method 1 is a method in which the vertical axis is operated by air pressure from an air cylinder. Method 2 is a blade length that realizes vertical movement by replacing the ball screw in FIG. 4 with a rack and rotating a pinion that meshes with the rack with an electric motor. Method 3-j is a method in which the ball screw part is used as the output shaft, the ball screw nut part is connected to the direct drive motor rotor, and power is supplied to and driven the direct drive motor stator provided outside the rotor. be. Method 4 is a method in which the vertical axis is driven by a linear motor. Method 6 uses gears instead of the belt in Method 5. There are no examples in which a direct drive system is used for the rotational drive mechanism. Further, conventional wrist devices use an electromagnetic motor as a driving motor.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上記従来技術の方式1−は、空気の圧縮性により。 Method 1 of the above-mentioned prior art is based on the compressibility of air.

精度が十分得られない問題点があり、方式2はバックラ
ッシュの調整が困難であるため子分な精度が得られない
問題点がある。方式3−j、4は精度は良いが、電磁式
直接駆動電動機を用いているため、出力・自重比が大き
くとれず、電動機部が重くなる問題点がある。方式3−
、ilは方式1,2と比して精度は良いが、ボールねじ
のガタ・バックラッシュが手先の位置決め精度に悪影響
を与える可能性がある。また、方式2.3−jj、 5
.5はベルト、歯車駆動のため十分な精度が得られない
問題点がある。
There is a problem in that sufficient accuracy cannot be obtained, and method 2 has a problem in that it is difficult to adjust backlash, so it is difficult to obtain sufficient accuracy. Methods 3-j and 4 have good accuracy, but because they use an electromagnetic direct drive motor, there is a problem that the output/self-weight ratio cannot be large and the motor part becomes heavy. Method 3-
, il has better accuracy than methods 1 and 2, but the play and backlash of the ball screw may adversely affect the positioning accuracy of the hand. Also, method 2.3-jj, 5
.. No. 5 has the problem that sufficient accuracy cannot be obtained because it is driven by a belt and gears.

本発明の目的は、手先部の位置・姿勢決め精度の向上、
また手首機構全体の小型・軽量化と手首及びロボットア
ーム動作の高速化、更にメカニカルブレーキを用いない
保持機能を付与することによる機構の簡素化・軽量化を
達成することにある。
The purpose of the present invention is to improve the accuracy of positioning and posture of the hand,
Another objective is to make the entire wrist mechanism smaller and lighter, increase the speed of the wrist and robot arm movements, and further simplify and lighten the mechanism by providing a holding function that does not use a mechanical brake.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、電磁式直接駆動電動機と比して極めて大き
い出力・自重化の得られる圧電駆動装置を、従来装置の
直接電動機部もしくはベルト等の動力伝達部材出力軸に
設ける直接駆動方式により達成される。
The above objective is achieved by a direct drive method in which a piezoelectric drive device, which has extremely large output and self-weight compared to an electromagnetic direct drive motor, is installed on the direct motor section of a conventional device or on the output shaft of a power transmission member such as a belt. Ru.

〔作用〕[Effect]

本手首装置は、圧電体に、それを含む圧電駆動装置の共
振周波数の交流電圧を印加することにより圧電駆動装置
駆動端部で楕円振動軌跡をうろことができることを利用
し、移動部(回転移動部・直線移動部)を圧電駆動装置
駆動端部に押し付は接触移動させることにより回転ある
いは直線動作をする。駆動周波数は20 K Hz以上
の不可聴周波数であるため、低騒音であり、振動振幅は
高々数ミクロン程度であるため、高分解能の位置検出器
を用いて位置検出を行い、位置フィードバック制御を行
うことにより高精度の位置決めが可能となる。
This wrist device utilizes the fact that by applying an AC voltage at the resonance frequency of the piezoelectric drive device containing the piezoelectric body to the piezoelectric body, the drive end of the piezoelectric drive device can move along an elliptical vibration locus. By pressing the piezoelectric actuator's drive end (linear moving part) against the drive end of the piezoelectric drive device, it rotates or linearly moves. Since the drive frequency is an inaudible frequency of 20 KHz or more, the noise is low, and the vibration amplitude is at most a few microns, so a high-resolution position detector is used to detect the position and perform position feedback control. This enables highly accurate positioning.

また、圧電駆動装置は移動部に対して押圧して設置され
ているため、圧電駆動装置が動作しない状態では、移動
部に移動方向の外力が作用しても静止摩擦力により保持
される。
Further, since the piezoelectric drive device is installed so as to press against the moving portion, when the piezoelectric drive device is not in operation, even if an external force in the moving direction is applied to the moving portion, the piezoelectric drive device is held by static frictional force.

〔実施例〕〔Example〕

本発明の各実施例を述べる前に本発明の各実施例で共通
に使用される圧電動駆動装置の構造例及び動作原理を第
2図           、に基づき説明する。
Before describing each embodiment of the present invention, a structural example and operating principle of a piezoelectric drive device commonly used in each embodiment of the present invention will be explained based on FIG. 2.

まず第2図により、圧電駆動装置の構造と動作原理を説
明する。ベース28に直交配置された圧電体29.31
が、縦方向に剛で横方向に柔な2対の弾性ヒンジ30.
、.32を含む部材と結合され、駆動端部33には摺動
部材゛(例えばチッ化ケイ素よりなる部材)が設けられ
ている。圧電体29゜31は電圧を印加すると矢印方向
に変位する。圧電体に圧電駆動装置の共振周波数と一致
する交流電圧を印加すると駆動端部33で極めて大きい
振動変位が得られる。例えば圧電体31のみに共振周波
数の交流電圧を印加すると、図中破線で示した駆動端部
の動作軌跡が得ら才し、圧電体29のみに共振周波数の
交流電圧を印加すると、図中二点鎖線で示した駆動端部
の動作軌跡が得られる。従って被駆動体34(例えばチ
ツ化焼入した鋼よりなる)を駆動端部33に押圧設置す
ることにより、被駆動体34を各々図中−点鎖線、三点
鎖線で示した方向に移動させることができる。
First, the structure and operating principle of the piezoelectric drive device will be explained with reference to FIG. Piezoelectric body 29.31 arranged orthogonally to the base 28
However, there are two pairs of elastic hinges 30 that are rigid in the vertical direction and flexible in the horizontal direction.
,. 32, and the drive end 33 is provided with a sliding member (for example, a member made of silicon nitride). The piezoelectric body 29.degree. 31 is displaced in the direction of the arrow when a voltage is applied. When an alternating current voltage that matches the resonance frequency of the piezoelectric drive device is applied to the piezoelectric body, an extremely large vibrational displacement is obtained at the drive end 33. For example, if an AC voltage with a resonant frequency is applied only to the piezoelectric body 31, the operating locus of the drive end shown by the broken line in the figure will be obtained, and if an AC voltage with a resonance frequency is applied only to the piezoelectric body 29, The motion locus of the drive end shown by the dotted chain line is obtained. Therefore, by pressing and installing the driven body 34 (for example, made of hardened steel) on the drive end 33, the driven body 34 is moved in the directions shown by the dashed line and the dashed three-dot line in the figure, respectively. be able to.

また、圧電駆動装置は被駆動体に押圧されて設置されて
いるため、動作しない時は、被駆動体34の移動方向に
外力が作用しても静止摩擦力により保持されるという利
点がある。また、圧電駆動装置は出力・自重比が最高3
00W/kg程度であり、従来の電磁式駆動装置の最高
出力・自重比が100W/kg程度であるのに比して3
倍程度である(機械設計第31巻第13号(1987年
)第56頁参照)ため、小型軽量の駆動装置の実現が可
能である。以上から、圧電駆動装置を用いて直接駆動す
ることにより、手首装置の軽量化が可能となる。
Further, since the piezoelectric drive device is installed so as to be pressed against the driven body, there is an advantage that when the piezoelectric drive device is not in operation, it is held by static frictional force even if an external force is applied in the moving direction of the driven body 34. In addition, the piezoelectric drive device has a maximum output/self-weight ratio of 3
00W/kg, compared to the maximum output/self-weight ratio of conventional electromagnetic drive devices, which is about 100W/kg.
Since it is approximately twice as large (see Machine Design Vol. 31, No. 13 (1987), p. 56), it is possible to realize a small and lightweight drive device. From the above, by directly driving the wrist device using the piezoelectric drive device, it is possible to reduce the weight of the wrist device.

以下、本発明の第1の実施例を第1図を用いて説明する
。本実施例は、第4図に示した従来装置とほぼ同一機構
を有する手首装置に、電動機21゜26の代りに圧電駆
動装置9,6を適用したものである。まず回転駆動機構
について説明する。圧電駆動装置9はアーム1と結合さ
れた中空円筒部材2に固定され、円板状部材5に押圧さ
れて接触しており、接触押圧力はナツト46により付与
される。圧電駆動装置9は、円板状部材5の円周方向が
第2図で示した被駆動体34の動作方向(−点鎖線・三
点鎖線矢印)と一致するように設けられ、圧電駆動装置
9は、中空円筒状部材2下面の円周方向に単数もしくは
等間隔で複数個設けられている。圧電体に電圧を印加す
ると、円板状部材5はハンド19と結合されているスプ
ライン軸7と一体となって回転する。その回転速度は、
印加電圧により決まり、圧電駆動装置の単複にはよらな
い。また、発生トルクは印加電圧と圧電駆動装置の個数
により決まり、複数個設けた場合はその全増倍される。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. In this embodiment, piezoelectric drive devices 9 and 6 are applied in place of the electric motors 21 and 26 to a wrist device having almost the same mechanism as the conventional device shown in FIG. First, the rotational drive mechanism will be explained. The piezoelectric drive device 9 is fixed to the hollow cylindrical member 2 connected to the arm 1 and is pressed into contact with the disc-shaped member 5, and the contact pressure is applied by the nut 46. The piezoelectric drive device 9 is provided so that the circumferential direction of the disc-shaped member 5 coincides with the operating direction of the driven body 34 shown in FIG. A single number 9 or a plurality of numbers 9 are provided at equal intervals in the circumferential direction of the lower surface of the hollow cylindrical member 2. When a voltage is applied to the piezoelectric body, the disc-shaped member 5 rotates together with the spline shaft 7 connected to the hand 19. Its rotation speed is
It is determined by the applied voltage and does not depend on the number of piezoelectric drive devices. Further, the generated torque is determined by the applied voltage and the number of piezoelectric drive devices, and when a plurality of piezoelectric drive devices are provided, the total torque is multiplied.

次に、上下駆動機構について説明する。Next, the vertical drive mechanism will be explained.

圧電駆動装置6は中空円筒状部材13下面に円周方向に
その動作方向が一致するよう単数もしくは等間隔で複数
個設置され、円板状部材14にナツト47により押圧さ
れ接触している。圧電体に電圧を印加するとボールねじ
20は回転し、ボールねじナツト部と結合されている連
結板12.スプライン軸7が上下動作する。
A single piezoelectric drive device 6 or a plurality of piezoelectric drive devices 6 are installed at equal intervals on the lower surface of the hollow cylindrical member 13 so that their operating directions coincide with each other in the circumferential direction, and are pressed into contact with the disk-shaped member 14 by a nut 47. When a voltage is applied to the piezoelectric body, the ball screw 20 rotates, and the connecting plate 12. which is connected to the ball screw nut part. The spline shaft 7 moves up and down.

本実施例では位置検出器を各出力回転軸に設けたため、
第4図に示した従来装置と比して正確な位置検出が可能
となる。また、機構が大幅に簡略化され、小型軽量化が
はかられている。
In this example, a position detector was provided on each output rotating shaft, so
As compared with the conventional device shown in FIG. 4, more accurate position detection is possible. Additionally, the mechanism has been greatly simplified, making it smaller and lighter.

次に、本発明の第2の実施例を第5図、第6図を用いて
説明する。第1.の実施例と同一部分は同一番号で示す
。第1の実施例ではボールねじとスプライン軸を平行に
配置した構成を示したが、スプライン軸のみで構成でき
れば更に簡易な構成としうる。本実施例はその例である
。第5図は本実施例の手首装置の縦断面図であり、第6
図は第5図のVI−VI線断面図である。第5図に基づ
き本実施例の機構を説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIGS. 5 and 6. 1st. The same parts as those in the embodiment are indicated by the same numbers. Although the first embodiment shows a configuration in which the ball screw and the spline shaft are arranged in parallel, the configuration can be made even simpler if it can be configured with only the spline shaft. This embodiment is an example of this. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the wrist device of this embodiment, and the sixth
The figure is a sectional view taken along the line VI-VI in FIG. The mechanism of this embodiment will be explained based on FIG.

回転駆動機構は第1の実施例と同様であり、中空円筒部
月2の下面の円周方向に単数もしくは複数個設けられた
圧電駆動装置9がナツト46により円板状部材5に押圧
され接触しており、圧電体に電圧を印加することにより
、円板状部材5、スプライン軸7の回転をうる構造とな
っている。
The rotational drive mechanism is the same as that of the first embodiment, and one or more piezoelectric drive devices 9 provided in the circumferential direction on the lower surface of the hollow cylindrical portion 2 are pressed against the disk-shaped member 5 by a nut 46 and come into contact with the disk-shaped member 5. The structure is such that the disc-shaped member 5 and the spline shaft 7 can be rotated by applying a voltage to the piezoelectric body.

上下駆動機構は、圧電駆動装置6が中空円筒状部材48
の内側に、第6図に断面図を示すよう複数個(図の例は
3ケ)設けられており、ボルト・ナツト49を締結すこ
ることにより、圧電駆動装置6駆動端部はスプライン軸
7表面に押圧され接触する構造となっている。圧電体に
電圧が印加されるとスプラインili[ll 7は上下
方向に動作する。圧電駆動装置6は円周方向に複数個設
けられているため、スプライン軸受8と共にスプライン
軸7を支持する作用も併せ持っている。
In the vertical drive mechanism, the piezoelectric drive device 6 is a hollow cylindrical member 48
A plurality of piezoelectric drive devices (three in the example shown) are provided inside the piezoelectric drive device 6 as shown in the cross-sectional view in FIG. The structure is such that it is pressed into contact with the surface. When a voltage is applied to the piezoelectric body, the spline ili[ll 7 moves in the vertical direction. Since a plurality of piezoelectric drive devices 6 are provided in the circumferential direction, they also function to support the spline shaft 7 together with the spline bearing 8.

本実施例では回転方向の位置検出をブラシレスレゾルバ
11により行い、上下方向の位置検出を上下位置検出器
40と、該検出器40と共に上下位置検出器を構成する
コート板39により行っている。
In this embodiment, position detection in the rotational direction is performed by the brushless resolver 11, and position detection in the vertical direction is performed by the vertical position detector 40 and the coat plate 39, which together with the detector 40 constitutes the vertical position detector.

本実施例により、前述の第1の実施例より更に小型・軽
量な手首装置をうろことができる。
According to this embodiment, it is possible to use a wrist device that is smaller and lighter than the first embodiment described above.

次に、本発明の第3の実施例を第7図、第8図を用いて
説明する。第1及び第2の実施例と同一部分は同一番号
で示す。前述の第2の実施例ではスプライン軸のみで同
軸上に上下・回転駆動機構を実現したが、スプライン軸
の周囲に幾多の部材が必要となるという問題がある。そ
こで、本実施例ではリニアガイドを用い、簡易な構造の
手首装置の例を示す。第7図は、本実施例の手首装置の
縦断面図であり、第8図は第7図のMll−■線断面図
である。
Next, a third embodiment of the present invention will be described using FIGS. 7 and 8. The same parts as in the first and second embodiments are indicated by the same numbers. In the second embodiment described above, the vertical and rotational drive mechanisms are coaxially realized using only the spline shaft, but there is a problem in that many members are required around the spline shaft. Therefore, in this embodiment, an example of a wrist device with a simple structure using a linear guide is shown. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of the wrist device of this embodiment, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line Mll-■ in FIG.

本実施例の上下駆動機構について説明する。第8図に示
すようにアーム1にリニアガイドレールり5]が固定さ
れている。リニアガイドレール42がリニアガイブロッ
ク51とボール(図示せず)を介して接触しており、リ
ニアガイドレール42はリニアガイドブロック51に対
して上下方向に移動可能である。リニアガイドレール4
2には摺動部材43が端面に設けられており、板48に
設けられた圧電駆動装置6が板49との間でポル1〜・
ナラ1−50の締結圧により摺動部材43に押し付けら
れている。圧電体に電圧が印加されると、摺動部材43
及びリニアガイドレール42は上下方向に動作する。摺
動部材43(例えばチツ化焼入した鋼よりなる部材)は
圧電駆動装置駆動端部33(例えばチツ化ケツ素よりな
る部材)との間の摩擦係数が大きく、摩耗量の小さい部
材料が選ばれている。
The vertical drive mechanism of this embodiment will be explained. As shown in FIG. 8, a linear guide rail 5] is fixed to the arm 1. The linear guide rail 42 is in contact with the linear guy block 51 via a ball (not shown), and the linear guide rail 42 is movable in the vertical direction with respect to the linear guide block 51. Linear guide rail 4
A sliding member 43 is provided on the end face of the plate 48, and the piezoelectric drive device 6 provided on the plate 49 moves between the plates 1 and 49.
It is pressed against the sliding member 43 by the fastening pressure of the nuts 1-50. When a voltage is applied to the piezoelectric body, the sliding member 43
And the linear guide rail 42 moves in the vertical direction. The sliding member 43 (for example, a member made of hardened steel) has a large friction coefficient with the piezoelectric drive device drive end 33 (for example, a member made of silicon nitride), and the material with a small amount of wear is used. selected.

次に回転駆動機構について説明する。リニアガイドレー
ル42と結合された部材52に圧電駆動装置9が設けら
れ、ボルト54により回転子53との間に押圧されて接
触している。圧電体に電圧が印加されると回転子が回転
する。本実施例で述ベた上下駆動機構及び回転駆動機構
はその位置検出方法は第2の実施例と同一である。本実
施例により、第2の実施例以上に簡易な機構により、上
下・回転動作を可能とする手首装置が得られる。
Next, the rotational drive mechanism will be explained. A piezoelectric drive device 9 is provided on a member 52 coupled to the linear guide rail 42, and is pressed into contact with a rotor 53 by a bolt 54. When voltage is applied to the piezoelectric body, the rotor rotates. The position detection method of the vertical drive mechanism and rotary drive mechanism described in this embodiment is the same as in the second embodiment. According to this embodiment, a wrist device capable of vertical and rotational movements can be obtained using a simpler mechanism than the second embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、手首装置の上下駆動機構9回転駆動機
構ともに軽量・高剛性化されるので、先端で良好な位置
・姿勢決め精度をうろことが可能となり、アーム駆動電
動機の負荷イナーシャが低減される効果がある。また、
圧電駆動装置は、被駆動体と押圧されて接触しているた
め、静止摩擦力による保持機能があり、従来用いられて
きたメカニカルブレーキが不必要となる効果がある。
According to the present invention, both the vertical drive mechanism and the 9-rotation drive mechanism of the wrist device are made lighter and more rigid, so it is possible to move the tip with good positioning and orientation accuracy, and the load inertia of the arm drive motor is reduced. It has the effect of being Also,
Since the piezoelectric drive device is pressed into contact with the driven body, it has a holding function due to static frictional force, and has the effect that the conventionally used mechanical brake is unnecessary.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例の縦断面図、第2図は圧
電駆動装置の構造例及び動作原理説明図、第3図は本手
首装置の組み込まれた水平多関節形ロボット例を示す図
、第4図は従来の手首装置の縦断面図、第5図は本発明
の第2の実施例の縦断面図、第6図は第5図のVI−V
I線断面図、第7図は本発明の第3の実施例の縦断面図
、第8図は第7図の■−■線断面図である。 1.36・・・アーム、6,9・・・圧電駆動装置、7
・・・スプライン軸、8・・・スプライン軸受、10.
11・・・位置検出器、15.16・・・近接スイッチ
、17・・・カバー、18・・・ストッパー、19・・
・ハンド、21.26,35.37・・・電動機、22
.23・・・プーリ、24.25・・・ベルト、27・
・・メカニカルブレーキ、28・・・ベース、29.3
1・・・圧電体、30.32・・・弾性ヒンジ、33・
・・駆動端部、34・・・被駆動体、38・・・手首機
構、39.40・・・上下位置検出器、42・・・リニ
アガイドレール、43・・・摺動部材、44・・・検出
板、51・・・リニアガイドブロック。 喝 へ
Fig. 1 is a vertical cross-sectional view of the first embodiment of the present invention, Fig. 2 is a structural example of a piezoelectric drive device and an explanatory diagram of its operating principle, and Fig. 3 is an example of a horizontal articulated robot incorporating this wrist device. FIG. 4 is a vertical sectional view of a conventional wrist device, FIG. 5 is a vertical sectional view of a second embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view taken along VI-V in FIG.
7 is a longitudinal sectional view of the third embodiment of the present invention, and FIG. 8 is a sectional view taken along the line ■--■ in FIG. 7. 1.36...Arm, 6,9...Piezoelectric drive device, 7
... Spline shaft, 8... Spline bearing, 10.
11...Position detector, 15.16...Proximity switch, 17...Cover, 18...Stopper, 19...
・Hand, 21.26, 35.37...Electric motor, 22
.. 23...Pulley, 24.25...Belt, 27.
...Mechanical brake, 28...Base, 29.3
1... Piezoelectric body, 30.32... Elastic hinge, 33.
... Drive end portion, 34... Driven body, 38... Wrist mechanism, 39.40... Vertical position detector, 42... Linear guide rail, 43... Sliding member, 44... ...Detection plate, 51...Linear guide block. To drink

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ロボットの最先端アームに設けられた手首装置にお
いて、前記最先端アームと一体の部材に第1の支持部材
を介して設けられた第1の移動可能部材と、前記第1の
移動可能部材を接触移動を可能せしめるよう前記移動可
能部材に押圧されて最先端アームに設置された第1の圧
電駆動装置と、前記第1の移動可能部材に対して第2の
支持部材を介して設けられた第2の移動可能部材もしく
は、前記第1の移動可能部材に対して、第3の支持部材
を介して設けられた第4の移動可能部材と、前記第2の
移動可能部材もしくは前記第4の移動可能部材を接触状
態で移動することを可能せしめるように前記第2の移動
可能部材もしくは前記第4の移動可能部材に押圧されて
前記第1の移動可能部材もしくは前記第3の移動可能部
材に設置された第2の圧電電駆動装置を有するロボット
用手首装置。 2、特許請求の範囲第1項記載のロボット用手首装置に
おいて、第1の移動可能部材及び第2の移動可能部材も
しくは第4の移動可能部材の移動変位、各移動方向の原
点位置、オーバランの有無を検出するための検出器を各
々アーム及び前記第1の移動可能部材もしくは第3の移
動可能部材に設けることを特徴とするロボット用手首装
置。
[Scope of Claims] 1. A wrist device provided on the most advanced arm of a robot, including a first movable member provided on a member integral with the most advanced arm via a first support member; a first piezoelectric drive mounted on the most distal arm and pressed against the movable member to enable contact movement of the first movable member; and a second support for the first movable member; a second movable member provided via a member, or a fourth movable member provided via a third support member with respect to the first movable member; and a fourth movable member provided via a third support member, and the second movable member The first movable member or the fourth movable member is pressed by the second movable member or the fourth movable member to enable the movable member or the fourth movable member to move in contact with each other. A wrist device for a robot having a second piezoelectric drive mounted on a third movable member. 2. In the robot wrist device according to claim 1, the movement displacement of the first movable member and the second movable member or the fourth movable member, the origin position in each movement direction, and the overrun A wrist device for a robot, characterized in that a detector for detecting the presence or absence is provided on each arm and the first movable member or the third movable member.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014079863A (en) * 2012-10-17 2014-05-08 Iai Corp Industrial robot
JP2016078208A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 セイコーエプソン株式会社 robot
US10052773B2 (en) 2014-10-22 2018-08-21 Seiko Epson Corporation Robot

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014079863A (en) * 2012-10-17 2014-05-08 Iai Corp Industrial robot
JP2016078208A (en) * 2014-10-22 2016-05-16 セイコーエプソン株式会社 robot
US10052773B2 (en) 2014-10-22 2018-08-21 Seiko Epson Corporation Robot

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