JPH0248193A - 産業用ロボットの手首駆動機構 - Google Patents
産業用ロボットの手首駆動機構Info
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- JPH0248193A JPH0248193A JP19348188A JP19348188A JPH0248193A JP H0248193 A JPH0248193 A JP H0248193A JP 19348188 A JP19348188 A JP 19348188A JP 19348188 A JP19348188 A JP 19348188A JP H0248193 A JPH0248193 A JP H0248193A
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- 210000000707 wrist Anatomy 0.000 title claims abstract description 40
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 title claims abstract description 31
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 15
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000012636 effector Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/10—Programme-controlled manipulators characterised by positioning means for manipulator elements
- B25J9/102—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears
- B25J9/103—Gears specially adapted therefor, e.g. reduction gears with backlash-preventing means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、産業用ロボット、特に多関節型ロボットのロ
ボット腕の先端に装備されるロボット手首に回転駆動力
を付与する手首駆動機構に関するもので、特に、３つの
回転駆動力をロボット腕を介して同軸に入力する場合に
回転駆動力伝達経路における伝動歯車機構を省除してハ
ックラッシュを排除し、ロボット手首の作動精度の向上
を実現するロボット手首の駆動機構に関する。
ボット腕の先端に装備されるロボット手首に回転駆動力
を付与する手首駆動機構に関するもので、特に、３つの
回転駆動力をロボット腕を介して同軸に入力する場合に
回転駆動力伝達経路における伝動歯車機構を省除してハ
ックラッシュを排除し、ロボット手首の作動精度の向上
を実現するロボット手首の駆動機構に関する。
多関節ロボットにおいて、ロボット腕を介してロボット
手首に回転駆動力の形で手首駆動力を伝達する機構は従
来から採用されている。例えば、米国特許第４，５８６
，８６８号公報の第２図には、このようなロボット腕を
介して３つの手首用回転駆動力を同軸に入力する構造が
明示されている。
手首に回転駆動力の形で手首駆動力を伝達する機構は従
来から採用されている。例えば、米国特許第４，５８６
，８６８号公報の第２図には、このようなロボット腕を
介して３つの手首用回転駆動力を同軸に入力する構造が
明示されている。
この場合に手首に伝達される３つの回転駆動力をα軸駆
動力、β軸駆動力、Ｔ軸駆動力と呼称すると、第３図に
図示のように、α軸系とβ軸系とはロボット腕５０の後
端側から駆動モータＭα、Ｍβにより、ベベル歯車機構
部７０を介してロボット腕５０の内部に同軸配置された
内軸５２、中軸５４へ伝達し、内軸５２を経由した回転
駆動力がロボット手首８０の内部で、手首ケース８２に
保持された手首フランジ８４のα軸回転を駆動し、また
、中軸５４を経由した回転駆動力が上記手首ケース８２
のβ軸回転を駆動するように成っている。他方、ロボッ
ト腕５０の外軸５６には駆動モータＭｒから減速機７２
、減速歯車機構７４を経由してロボット腕５０の後方で
回転駆動力が伝達され、この外軸５６に伝達された回転
駆動力がロボット手首８０の外ケース８６にγ軸回転を
付与する構成と成っている。上記α軸、β軸の回転は相
互に直交し、α軸とγ軸は同軸に成っている。
動力、β軸駆動力、Ｔ軸駆動力と呼称すると、第３図に
図示のように、α軸系とβ軸系とはロボット腕５０の後
端側から駆動モータＭα、Ｍβにより、ベベル歯車機構
部７０を介してロボット腕５０の内部に同軸配置された
内軸５２、中軸５４へ伝達し、内軸５２を経由した回転
駆動力がロボット手首８０の内部で、手首ケース８２に
保持された手首フランジ８４のα軸回転を駆動し、また
、中軸５４を経由した回転駆動力が上記手首ケース８２
のβ軸回転を駆動するように成っている。他方、ロボッ
ト腕５０の外軸５６には駆動モータＭｒから減速機７２
、減速歯車機構７４を経由してロボット腕５０の後方で
回転駆動力が伝達され、この外軸５６に伝達された回転
駆動力がロボット手首８０の外ケース８６にγ軸回転を
付与する構成と成っている。上記α軸、β軸の回転は相
互に直交し、α軸とγ軸は同軸に成っている。
然しなから、上述の従来の構成では、３軸凹転における
γ軸系の回転駆動力伝達系に減速・伝動歯車機構７４が
介在することから、この減速・伝動歯車機構７４のハッ
クラッシュはロボット動作においては、精度の劣下を招
くことになる。つまり、ロボット可動部の駆動源と被駆
動体との間には可及的に歯車機構が介在しない方が望ま
しく、歯車機構の削減がロボット技術者の課題と成って
いる。
γ軸系の回転駆動力伝達系に減速・伝動歯車機構７４が
介在することから、この減速・伝動歯車機構７４のハッ
クラッシュはロボット動作においては、精度の劣下を招
くことになる。つまり、ロボット可動部の駆動源と被駆
動体との間には可及的に歯車機構が介在しない方が望ま
しく、歯車機構の削減がロボット技術者の課題と成って
いる。
依って、本発明の目的は、このようなロボット設計技術
の課題における一環として上記同軸３軸系における１軸
、つまり、γ軸系における減速・伝動歯車機構を削減さ
せた回転駆動力伝達のための新規な産業用ロボットの手
首駆動機構を提供せんとするものである。
の課題における一環として上記同軸３軸系における１軸
、つまり、γ軸系における減速・伝動歯車機構を削減さ
せた回転駆動力伝達のための新規な産業用ロボットの手
首駆動機構を提供せんとするものである。
上述の発明目的に鑑みて、本発明によれば、ロボット腕
を介してロボット手首に３つの回転駆動力を同軸に入力
する産業用ロボットの手首駆動機構において、第１の回
転駆動力を減速する遊星歯車減速機の入力側を外歯と内
歯とが共に同軸形成されたリングギアの該外歯に設け、
出力側を上記内歯に噛合した複数のビニオンに結合した
遊星歯車減速機の出力軸に設け、前記リングギアと前記
遊星減速部の出力軸との中心に第２、第３の回転駆動力
伝達軸を貫通、配設したことを特徴とする産業用ロボッ
トの手首駆動機構を提供し、遊星歯車減速装置の利用に
より、低ハックラッシュ、高伝達精度の回転駆動力伝達
機構を第１の回転駆動力伝達系、つまり、Ｔ軸系に形成
可能にしたものである。以下に本発明を添付図面に示す
実施例に基づいて、更に詳細に説明する。
を介してロボット手首に３つの回転駆動力を同軸に入力
する産業用ロボットの手首駆動機構において、第１の回
転駆動力を減速する遊星歯車減速機の入力側を外歯と内
歯とが共に同軸形成されたリングギアの該外歯に設け、
出力側を上記内歯に噛合した複数のビニオンに結合した
遊星歯車減速機の出力軸に設け、前記リングギアと前記
遊星減速部の出力軸との中心に第２、第３の回転駆動力
伝達軸を貫通、配設したことを特徴とする産業用ロボッ
トの手首駆動機構を提供し、遊星歯車減速装置の利用に
より、低ハックラッシュ、高伝達精度の回転駆動力伝達
機構を第１の回転駆動力伝達系、つまり、Ｔ軸系に形成
可能にしたものである。以下に本発明を添付図面に示す
実施例に基づいて、更に詳細に説明する。
第１Ａ図は本発明の実施例に係る産業用ロボットの手首
駆動機構の要部構成を示した部分的機構図であり、第１
Ｂ図は第１Ａ図のＩＢ−ＩＢ線に沿う矢視図、第２図は
、遊星歯車減速装置における入力側に設けられ、外歯と
内歯との両歯を備えたりングギアを取り出し図示した斜
視図である。
駆動機構の要部構成を示した部分的機構図であり、第１
Ｂ図は第１Ａ図のＩＢ−ＩＢ線に沿う矢視図、第２図は
、遊星歯車減速装置における入力側に設けられ、外歯と
内歯との両歯を備えたりングギアを取り出し図示した斜
視図である。
先ず、第１Ａ図を参照すると、ロボット手首に対する回
転駆動力伝達経路に設けられる遊星歯車減速装置１０は
、その入力側にリングギア１２を有している。すなわち
、同図の遊星歯車減速装置１０の左側から右側へ回転駆
動力の伝達が行われるもので、リングギア１２は、遊星
歯車減速装置１０の支持体１４に適宜の回転軸受１６を
介して回転可能に支承されており、しかも、このリング
ギア１２はその外周面と内周面との両者に歯が削成され
ている。つまり、外歯１８と内歯２０とを有している。
転駆動力伝達経路に設けられる遊星歯車減速装置１０は
、その入力側にリングギア１２を有している。すなわち
、同図の遊星歯車減速装置１０の左側から右側へ回転駆
動力の伝達が行われるもので、リングギア１２は、遊星
歯車減速装置１０の支持体１４に適宜の回転軸受１６を
介して回転可能に支承されており、しかも、このリング
ギア１２はその外周面と内周面との両者に歯が削成され
ている。つまり、外歯１８と内歯２０とを有している。
ここで、リングギア１２は第１Ａ図から明らかなように
断面凹溝構造を有し、その溝底に上記の内歯２０が形成
されている。このリングギア１２の外歯１８にはロボッ
ト手首（図示路）に対するγ軸回転の回転駆動力の駆動
源と成る駆動モータＭｒの出力軸に設けた小歯車２２が
噛合して該駆動モータＭｒの出力回転をリングギア１２
に入力している。他方、リングギア１２の内歯２０には
第１Ｂ図に示すように３つのビニオン２４が略等角度間
隔で配置、噛合されており、リングギア１２の外歯１８
に入力した回転駆動力は、内歯２０を経て、これらの３
つのピニオン２４に入力する。このとき、これらの３つ
のピニオン２４は、駆動モータＭＹの出力回転を遊星歯
車減速装置１０の遊星歯車減速部２６に入力する。この
遊星歯車減速部２６は減速手段として、第１段平歯車減
速部と第２段差動歯車減速部とを有した周知の減速機構
から成り、上記３つのピニオン２４の入力回転が第１段
平歯車減速部の回転入力と成っているのである。遊星歯
車減速部２６の減速出力は、出力軸２８の回転として取
り出される構造と成っている。従って、この出力軸２８
の回転出力を前述した従来のロボット腕の外軸と同様の
外輪３６を結合すれば、ロボット手首に伝達するγ軸回
転入力が得られるのである。しかも、このとき出力軸２
８に得られる減速出力は、従来の伝動機構と異なり、遊
星歯車減速部２６による減速作用で高減速比により減速
されていることから、ハックラッシュによる回転精度の
劣下は生じないのである。しかも、リングギア１２の内
歯２０に噛合した３つのピニオン２４はリングギア１２
の中心部に空間を確保可能にしているから、この中央部
を貫通し、且つ、出力軸２８の中心を貫通して、他の２
軸系（α軸、β軸系）の回転駆動力を伝達するロボット
腕の内軸３２と中軸３４とを延設すれば、内軸３２、中
軸３４、外軸３６の３軸のロボット手首駆動力伝達用の
軸を同軸に配置することができるのである。
断面凹溝構造を有し、その溝底に上記の内歯２０が形成
されている。このリングギア１２の外歯１８にはロボッ
ト手首（図示路）に対するγ軸回転の回転駆動力の駆動
源と成る駆動モータＭｒの出力軸に設けた小歯車２２が
噛合して該駆動モータＭｒの出力回転をリングギア１２
に入力している。他方、リングギア１２の内歯２０には
第１Ｂ図に示すように３つのビニオン２４が略等角度間
隔で配置、噛合されており、リングギア１２の外歯１８
に入力した回転駆動力は、内歯２０を経て、これらの３
つのピニオン２４に入力する。このとき、これらの３つ
のピニオン２４は、駆動モータＭＹの出力回転を遊星歯
車減速装置１０の遊星歯車減速部２６に入力する。この
遊星歯車減速部２６は減速手段として、第１段平歯車減
速部と第２段差動歯車減速部とを有した周知の減速機構
から成り、上記３つのピニオン２４の入力回転が第１段
平歯車減速部の回転入力と成っているのである。遊星歯
車減速部２６の減速出力は、出力軸２８の回転として取
り出される構造と成っている。従って、この出力軸２８
の回転出力を前述した従来のロボット腕の外軸と同様の
外輪３６を結合すれば、ロボット手首に伝達するγ軸回
転入力が得られるのである。しかも、このとき出力軸２
８に得られる減速出力は、従来の伝動機構と異なり、遊
星歯車減速部２６による減速作用で高減速比により減速
されていることから、ハックラッシュによる回転精度の
劣下は生じないのである。しかも、リングギア１２の内
歯２０に噛合した３つのピニオン２４はリングギア１２
の中心部に空間を確保可能にしているから、この中央部
を貫通し、且つ、出力軸２８の中心を貫通して、他の２
軸系（α軸、β軸系）の回転駆動力を伝達するロボット
腕の内軸３２と中軸３４とを延設すれば、内軸３２、中
軸３４、外軸３６の３軸のロボット手首駆動力伝達用の
軸を同軸に配置することができるのである。
なお、内軸３２と中軸３４とを介して回転駆動力を伝達
するα軸及びβ軸系の夫々の駆動モータは図示されてい
ないが、第１Ａ図における左端側に、第３図の従来技術
の場合と同様に設けられているものと解すれば良い。
するα軸及びβ軸系の夫々の駆動モータは図示されてい
ないが、第１Ａ図における左端側に、第３図の従来技術
の場合と同様に設けられているものと解すれば良い。
第２図は、リングギア１２の外観を示した斜視図であり
、同図から明らかなように、外歯１８は駆動モータＭγ
の出力軸に装着した入力用小歯車２２の歯の諸元（ピッ
チ、モジュール等）と同じ諸元を有するように形成すれ
ば良く、加工上の点で何らの困難は無い。
、同図から明らかなように、外歯１８は駆動モータＭγ
の出力軸に装着した入力用小歯車２２の歯の諸元（ピッ
チ、モジュール等）と同じ諸元を有するように形成すれ
ば良く、加工上の点で何らの困難は無い。
上述の説明より、明らかなように、本発明によれば、ロ
ボット腕内に設けた外輪、中軸、内軸の３つの同心配置
軸を介してロボット手首に対する３つの異なる回転駆動
力を伝達して、３次元空間において、手首の３つの異な
る回転動作を発生させる手首駆動機構において、従来は
、駆動モータから１対の噛合歯車機構を経て外輪の回転
駆動を起生じ、手首に回転駆動力（Ｔ軸駆動力）を伝達
した伝動系から噛合歯車機構を排除して、近時バックラ
ッシュ誤差除去の改善の著しい遊星歯車減速機構を介し
て外軸を回転駆動し、更に手首装置に回転駆動力を伝達
すようにしたから、歯車機構に必然的に介在するハック
ラッシュを除去し、ロボット手首のγ軸回転動作の精度
向上を図り、延いては、ロボット手首の先端に装着され
たエンドエフェクタの作動精度の向上に寄与し得ると言
う効果が得られるのである。
ボット腕内に設けた外輪、中軸、内軸の３つの同心配置
軸を介してロボット手首に対する３つの異なる回転駆動
力を伝達して、３次元空間において、手首の３つの異な
る回転動作を発生させる手首駆動機構において、従来は
、駆動モータから１対の噛合歯車機構を経て外輪の回転
駆動を起生じ、手首に回転駆動力（Ｔ軸駆動力）を伝達
した伝動系から噛合歯車機構を排除して、近時バックラ
ッシュ誤差除去の改善の著しい遊星歯車減速機構を介し
て外軸を回転駆動し、更に手首装置に回転駆動力を伝達
すようにしたから、歯車機構に必然的に介在するハック
ラッシュを除去し、ロボット手首のγ軸回転動作の精度
向上を図り、延いては、ロボット手首の先端に装着され
たエンドエフェクタの作動精度の向上に寄与し得ると言
う効果が得られるのである。
第１Ａ図は本発明の実施例に係る産業用ロボットの手首
駆動機構の要部構成を示した部分的機構図であり、第１
Ｂ図は第１Ａ図のＩＢ−ＩＢ線に沿う矢視図、第２図は
、遊星歯車減速装置における入力側に設けられ、外歯と
内歯との両歯を備えたリングギアを取り出し図示した斜
視図、第３図は多関節ロボットの手首駆動機構の従来技
術の構成を示した断面図。 １０・・・遊星歯車減速装置、１２・・・リングギヤ、
１８・・・外歯、 ２ｏ・・・内歯、２４・
・・ピニオン、 ２６・・・遊星歯車減速装置、３２・・・内軸、３４・
・・中軸、 ３６・・・外軸、（ｌＯ）
駆動機構の要部構成を示した部分的機構図であり、第１
Ｂ図は第１Ａ図のＩＢ−ＩＢ線に沿う矢視図、第２図は
、遊星歯車減速装置における入力側に設けられ、外歯と
内歯との両歯を備えたリングギアを取り出し図示した斜
視図、第３図は多関節ロボットの手首駆動機構の従来技
術の構成を示した断面図。 １０・・・遊星歯車減速装置、１２・・・リングギヤ、
１８・・・外歯、 ２ｏ・・・内歯、２４・
・・ピニオン、 ２６・・・遊星歯車減速装置、３２・・・内軸、３４・
・・中軸、 ３６・・・外軸、（ｌＯ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ロボット腕を介してロボット手首に３つの回転駆動
力を同軸に入力する産業用ロボットの手首駆動機構にお
いて、第１の回転駆動力を減速する遊星減速機の入力側
を外歯と内歯とが共に同軸形成されたリングギアの該外
歯に設け、出力側を上記内歯に噛合した複数のピニオン
に結合した遊星歯車減速部の出力軸に設け、前記リング
ギアと前記遊星歯車減速部の出力軸との中心に第２、第
３の回転駆動力伝達軸を貫通、配設したことを特徴とす
る産業用ロボットの手首駆動機構。 ２、前記複数のピニオンは、前記リングギアの内歯に等
間隔で分散された３位置で噛合した３つのピニオンから
なり、該３つのピニオンの中心部と前記出力軸の中心部
とを前記第２、第３の回転駆動軸が貫通する特許請求の
範囲１、項に記載の産業用ロボットの手首駆動機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19348188A JPH0248193A (ja) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | 産業用ロボットの手首駆動機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19348188A JPH0248193A (ja) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | 産業用ロボットの手首駆動機構 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0248193A true JPH0248193A (ja) | 1990-02-16 |
Family
ID=16308746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19348188A Pending JPH0248193A (ja) | 1988-08-04 | 1988-08-04 | 産業用ロボットの手首駆動機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0248193A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1944136A1 (en) * | 2007-01-15 | 2008-07-16 | ABB Technology AB | Method of adjusting backlash between a pinion and a gear during assembly of a wrist of an industrial robot and corrsponding wrist unit |
| CN102862166A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-09 | 杭州电子科技大学 | 双自由度机器人腕关节舵机 |
| CN106002976A (zh) * | 2016-05-28 | 2016-10-12 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种小臂可摆动可伸缩的六轴机器人 |
| CN110242706A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 纳博特斯克有限公司 | 传动装置 |
| KR20190106794A (ko) | 2018-03-08 | 2019-09-18 | 나부테스코 가부시키가이샤 | 전달 장치 |
-
1988
- 1988-08-04 JP JP19348188A patent/JPH0248193A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1944136A1 (en) * | 2007-01-15 | 2008-07-16 | ABB Technology AB | Method of adjusting backlash between a pinion and a gear during assembly of a wrist of an industrial robot and corrsponding wrist unit |
| WO2008087137A1 (en) * | 2007-01-15 | 2008-07-24 | Abb Technology Ab | Method of adjusting backlash between a pinion and a gear during assembly of a wrist of an industrial robot and corresponding wrist unit |
| CN102862166A (zh) * | 2012-09-25 | 2013-01-09 | 杭州电子科技大学 | 双自由度机器人腕关节舵机 |
| CN106002976A (zh) * | 2016-05-28 | 2016-10-12 | 东莞市联洲知识产权运营管理有限公司 | 一种小臂可摆动可伸缩的六轴机器人 |
| CN110242706A (zh) * | 2018-03-08 | 2019-09-17 | 纳博特斯克有限公司 | 传动装置 |
| KR20190106794A (ko) | 2018-03-08 | 2019-09-18 | 나부테스코 가부시키가이샤 | 전달 장치 |
| KR20190106795A (ko) | 2018-03-08 | 2019-09-18 | 나부테스코 가부시키가이샤 | 전달 장치 |
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