JPH0265981A - Industrial robot - Google Patents
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- JPH0265981A JPH0265981A JP21258788A JP21258788A JPH0265981A JP H0265981 A JPH0265981 A JP H0265981A JP 21258788 A JP21258788 A JP 21258788A JP 21258788 A JP21258788 A JP 21258788A JP H0265981 A JPH0265981 A JP H0265981A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の目的〕
(産業上の利用分野)
本発明は、産業用ロボットに係り、とくに垂直多関節ロ
ボットのアームの構成とその駆動機構に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to an industrial robot, and particularly to the configuration of an arm of a vertically articulated robot and its drive mechanism.
(従来の技術)
第6図(a)は平行四辺形リンクを使った従来の垂直多
関節ロボットの側面図、 (b)は正面図で、設置ベー
ス6の上に旋回自在に取付られたフレーム7には、第一
リンク1.第二リンク2、第三リンク3、第四リンク4
が平行四辺形状に回転関節3a、−4a、 4bで連結
されている。この構成の産業用ロボットでは、平行四辺
形リンクがつぶれた形になればなるほど動作範囲は広く
なる。しかし、それも第7図(a)のようにリンク同士
の干渉で制限される。(Prior Art) FIG. 6(a) is a side view of a conventional vertically articulated robot using parallelogram links, and FIG. 6(b) is a front view showing a frame rotatably mounted on an installation base 6. 7 has the first link 1. Second link 2, third link 3, fourth link 4
are connected in a parallelogram shape by rotation joints 3a, -4a, and 4b. In an industrial robot with this configuration, the more the parallelogram links are collapsed, the wider the range of motion becomes. However, this is also limited by interference between links as shown in FIG. 7(a).
そこで、第7図(b)の下部のように一方のリンクの干
渉部を切欠いたり、上部のように凹ましているものがあ
る。 また、第7図(c)のように隣接リンク同士の揺
動面を横にずらすことも考えられるが、駆動機構の幅(
第6図のW)が広くなると、旋回で周辺設備に当たるの
で、ボールスクリューとリンクをフレーム内に取付たり
、軸方向に長いモータの出力軸をかぎ歯車で向きを変え
て横幅Wを挟くしている。Therefore, there are some links in which the interference part of one link is cut out, as shown in the lower part of FIG. 7(b), or is recessed, as shown in the upper part. It is also possible to shift the swinging surfaces of adjacent links laterally as shown in Fig. 7(c), but the width of the drive mechanism (
If W) in Figure 6 becomes wider, it will hit peripheral equipment when turning, so it is necessary to install the ball screw and link inside the frame, or change the direction of the axially long output shaft of the motor with a hooked gear to sandwich the width W. There is.
(発明が解決しようとする課題)
このようにリンク間の干渉を防ぐと、リンクの形状が複
雑となるだけでなく、もし動作領域を広げると強度が落
ちる。(Problems to be Solved by the Invention) Preventing interference between links in this way not only complicates the shape of the links, but also reduces strength if the operating range is expanded.
そのため、水平多関節ロボットでは、近年使われている
リンク揺動面のオフセット機構(図7(C))がある。Therefore, in horizontal articulated robots, there is an offset mechanism (FIG. 7(C)) for the link swing surface that has been used in recent years.
しかし、垂直多関節では、機構部分の幅Wが広くなる
この図は採用できない。However, in the case of vertical multi-joints, this diagram, in which the width W of the mechanical part is wide, cannot be adopted.
そこで5本発明の目的は、簡単な構成で強度を上げ動作
範囲を広げることのできる平行四辺形リンクの垂直多関
節の産業用ロボットを得ることである。Therefore, it is an object of the present invention to provide a vertically articulated industrial robot with parallelogram links that can increase strength and expand the range of motion with a simple configuration.
(11題を解決するための手段と作用)本発明は、ベー
ス上で旋回するフレーム上部の駆動機構に第一リンクと
第二リンクの基端が取付られ、この第二リンクの先端に
基端が連結された第一リンクと平行な第三リンクの先端
に第四リンクの一端が連結され、この第四リンクの中間
が第一リンクの先端に連結されて平行四辺形リンクを構
成し、第四リンクの他の一端に手首が設けられた垂直多
関節の産業用ロボットにおいて、駆動機構として一対の
偏芯差動方式の減速機を用い、平行四辺形を構成するリ
ンクのうち対向するリンクを同じ側にして隣接リンクの
横にずらし、手首の揺動軸を第四リンクの第一リンク側
に設けることで簡単な構成で強度が高く動作範囲を広げ
た垂直多関節の産業用ロボットである。(Means and effects for solving problem 11) In the present invention, the proximal ends of a first link and a second link are attached to a drive mechanism on the upper part of a frame that rotates on a base, and the proximal end is attached to the distal end of the second link. One end of the fourth link is connected to the tip of the third link which is parallel to the first link to which In a vertically articulated industrial robot with a wrist at the other end of the four links, a pair of eccentric differential speed reducers is used as the drive mechanism, and opposing links of the links forming a parallelogram are It is a vertically articulated industrial robot that has a simple structure, high strength, and a wide range of motion by moving it to the same side as the adjacent link and setting the wrist swing axis on the first link side of the fourth link. .
(実施例)
以下、本発明の産業用ロボットの一実施例を図面で説明
する。(Example) Hereinafter, an example of the industrial robot of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図において、ベース6の上には、上端のクレビス部
10a、 10bに詳細を第2図で後述する駆動機構9
が取付られたフレーム10がベース6のほぼ中心に駆動
軸のある図示しない駆動装置で旋回自在に取付られてい
る。In FIG. 1, on the base 6, there is a drive mechanism 9, the details of which will be described later in FIG.
A frame 10 to which a frame 10 is attached is rotatably attached to the base 6 approximately at the center thereof by a drive device (not shown) having a drive shaft.
そして、このクレビス部10a、 10bには、支点1
0cを軸として上部が前後に揺動する第一リンク11が
縦に取付られ、同じく左部が上下に揺動する第二リンク
12が第1図(b)のように第一リンク11の左側にず
らして取付られている。更に、第二リンク12の後端に
は、関節8を軸として上部が前後に揺動し下端に錘13
aが取付られた第三リンク13が第一リンク11と平行
に縦に取付られ、この第三リンク13の上端と第一リン
ク11の上端左側には、第三リンク13と関節17で第
一リンク11と関節16で連結された第四リンク14が
横に取付られて、これら第一リンクから第四リンクで平
行四辺形リンク18を構成し、第四リンク14の先端に
は、右側に上下に揺動する手首15が、左側にクランク
20の下端が回転軸15aに固定されている。The clevis portions 10a and 10b have a fulcrum 1
A first link 11 whose upper part swings back and forth about 0c is installed vertically, and a second link 12 whose left part also swings up and down is attached to the left side of the first link 11 as shown in FIG. 1(b). It is installed offset. Furthermore, the rear end of the second link 12 has an upper part that swings back and forth about the joint 8, and a weight 13 at the lower end.
A third link 13 to which a is attached is attached vertically in parallel with the first link 11, and on the upper end of this third link 13 and the upper left side of the first link 11, the third link 13 and the joint 17 are connected to the first link 13. A fourth link 14 connected to the link 11 by a joint 16 is attached horizontally, and the first link to the fourth link form a parallelogram link 18. At the tip of the fourth link 14, there is a The lower end of a crank 20 is fixed to a rotating shaft 15a on the left side of the wrist 15 which swings.
又、関節16の左側には、三角板32の下端が揺動自在
に取付られ、この三角板32の左上端の左側とクレビス
部10aの左側にはロッド33が第一リンク11と平行
に連結され、三角板32の右上端の右側とクランク20
の先端右側にはロッド31が第四リンク14と平行に連
結されている。Further, the lower end of a triangular plate 32 is swingably attached to the left side of the joint 16, and a rod 33 is connected parallel to the first link 11 to the left side of the upper left end of the triangular plate 32 and to the left side of the clevis portion 10a. The right side of the upper right end of the triangular plate 32 and the crank 20
A rod 31 is connected in parallel to the fourth link 14 on the right side of the tip.
次に、第1図のA−A断面を示す第2図において、右側
のクレビス部10bには、断面略凹字状で右からみて円
板状のフランジ22cが支点10cと同軸に固定され、
このフランジ22cの左端外周には軸受11bが挿入さ
れ、同じく、左側のクレビス部10aにも右端外周に軸
受11aが挿入されたフランジ23cが固定されている
。Next, in FIG. 2 showing the A-A cross section of FIG. 1, a flange 22c having a substantially concave cross section and a disk shape when viewed from the right is fixed to the right clevis portion 10b coaxially with the fulcrum 10c.
A bearing 11b is inserted into the outer periphery of the left end of this flange 22c, and a flange 23c having a bearing 11a inserted into the outer periphery of the right end is similarly fixed to the left clevis portion 10a.
又、クレビス部10a、 10b間には、断面略工形で
右からみて円筒状の第一出力部I9が左右端内周に軸受
11a、 llbが挿着されて設けられ、この第一出力
部19の外周上面には第一リンク11の下端が固定され
ている。Further, between the clevis parts 10a and 10b, there is provided a first output part I9, which has a roughly cylindrical cross-section and a cylindrical shape when viewed from the right, with bearings 11a and llb inserted into the inner periphery of the left and right ends, and this first output part The lower end of the first link 11 is fixed to the outer peripheral upper surface of the link 19 .
又、この第一出力部19の中央部には、断面略凹字状の
第二出力部25がクレビス部10a、 10bの中間の
後述する力の作用線り近傍の軸受11cを介して取付ら
れ、この第二出力部25の左側外縁には、切欠き穴19
を貫通した第二リンク12の基端が固定され、この第二
リンク12の先端には右端に突き出た軸8cに後述する
力の作用線りを挟んで挿着された軸受8a、 8bに第
三リンク13の下端が連結されて関節8を形成している
。Further, a second output section 25 having a substantially concave cross section is attached to the center of the first output section 19 via a bearing 11c near the line of action of a force, which will be described later, between the clevis sections 10a and 10b. , a notch hole 19 is provided at the left outer edge of the second output section 25.
The base end of the second link 12 passing through is fixed, and the second link 12 has bearings 8a and 8b inserted into the tip of the shaft 8c protruding to the right end across the line of action of a force to be described later. The lower ends of the three links 13 are connected to form a joint 8.
更に、フランジ22cの左側面と第一出力部19の内部
右側面間には、出力側となるケースを左側にして偏芯差
動方式の減速機(例えば帝人製機株式会社RV減速機、
以下、減速機という)22bが固定され、 この減速機
22bの右側(入力側)はフランジ22cの右側面に取
付られ、サーボモータ22aの出力軸が挿入されて第一
駆動装置22を構成している。同じく、フランジ23c
の右側面と第二出力部25の左側面内側間には、出力側
(即ち右側)が第二出力部25に固定され、 フランジ
23cの左側面に取付られたサーボモータ23aの出力
軸が入力側に挿入された減速機が連結されて第二駆動装
置23を構成している。Further, between the left side of the flange 22c and the right side of the inside of the first output section 19, an eccentric differential type reducer (for example, Teijin Seiki Co., Ltd. RV reducer,
A speed reducer (hereinafter referred to as a speed reducer) 22b is fixed, and the right side (input side) of this speed reducer 22b is attached to the right side of the flange 22c, and the output shaft of the servo motor 22a is inserted to form the first drive device 22. There is. Similarly, flange 23c
An output shaft of a servo motor 23a whose output side (that is, right side) is fixed to the second output part 25 and is attached to the left side of the flange 23c is input between the right side of the servo motor 23a and the inside of the left side of the second output part 25. A speed reducer inserted on the side is connected to constitute the second drive device 23.
更に第1図のB−B断面を示す第3図において。Furthermore, in FIG. 3 showing the BB cross section of FIG. 1.
第四リンク14の中間部の関節16では、第四リンク1
4の右側に突き出た軸16cの基端と先端に、第四リン
ク14と平行な手首15の手先加工器取付面の中心Gを
通る線(以下、力の作用線という)Lを挟んで第一リン
ク11の上端左右に軸受16a、 16bが取けられ、
同じく第四リンク後端の関節17では、第四リンク14
の右側に突き出た軸17cの基端と先端に力の作用線り
を挟んで取付られた軸受17a、 17bを介して第三
リンク13の上端が連結されている。At the intermediate joint 16 of the fourth link 14, the fourth link 1
A line (hereinafter referred to as the line of action of force) L passing through the center G of the hand processing device mounting surface of the wrist 15 parallel to the fourth link 14 is placed between the base end and the tip of the shaft 16c protruding to the right side of the fourth link 14. Bearings 16a and 16b are installed on the upper left and right sides of the link 11,
Similarly, at the joint 17 at the rear end of the fourth link, the fourth link 14
The upper end of the third link 13 is connected to the upper end of the third link 13 via bearings 17a and 17b, which are attached to the proximal end and the distal end of a shaft 17c that protrudes to the right side, with the line of force acting therebetween.
この結果、力の作用線りは、第1〜3図において、ベー
ス6とフレーム10間の図示しない駆動軸と、駆動機4
i!!9の軸受11cと、手首15の中心Gを結ぶ線上
にあり、駆動機構9の軸受11aとllb、関節8の軸
受8aと8b、関節16の軸受16aと16b及び関節
17の軸受17aと17bはそれぞれ作用線りを挟んで
取付られている。As a result, the line of action of the force is shown in FIGS. 1 to 3 between the drive shaft (not shown) between the base 6 and the frame 10 and the drive machine
i! ! The bearings 11a and llb of the drive mechanism 9, the bearings 8a and 8b of the joint 8, the bearings 16a and 16b of the joint 16, and the bearings 17a and 17b of the joint 17 are They are installed across the line of action.
次に、このように構成された産業用ロボットの作用を説
明する。Next, the operation of the industrial robot configured as described above will be explained.
まず、第1図(a)において、第一駆動機a22と第二
駆動機構23を時計方向に回すと、第−出力部19と第
二出力部15は高トルク低速で時計方向に揺動して、第
一リンク11と第二リンク12も時計方向に支点10c
を軸に揺動する。すると、平行四辺形リンク18は第4
図の一点鎖線で示すようにつぶれて菱形となるが、ここ
で隣接リンク間の干渉はなく、平行に相対するリンクの
内側が接触するまでつぶれ、動作範囲が拡がる。First, in FIG. 1(a), when the first drive unit a22 and the second drive mechanism 23 are turned clockwise, the first output part 19 and the second output part 15 swing clockwise at high torque and low speed. Then, the first link 11 and the second link 12 also move clockwise to the fulcrum 10c.
Swings around the axis. Then, the parallelogram link 18 becomes the fourth
As shown by the dashed line in the figure, it collapses into a diamond shape, but there is no interference between adjacent links, and the links collapse until the inner sides of the parallel opposing links come into contact, expanding the operating range.
又、手首15の旋回軸の中心と各関節の支点及びフレー
ム10の旋回転の軸心を結ぶ線が一直線上にあるので、
各関節の軸受にかがるモーメント荷重が減り、各関節で
の軸受の力命が延び全体の強度を上げた産業用ロボット
となる。Also, since the line connecting the center of the rotation axis of the wrist 15, the fulcrum of each joint, and the axis of rotation of the frame 10 is in a straight line,
The moment load applied to the bearings at each joint is reduced, the force life of the bearings at each joint is extended, and the overall strength of the robot is increased.
更に、第4図において、クランク2oの角度は、常に一
定であるので、もし手首15の前後の揺動アクチエータ
がなくても、手首先端の手先効果器の取付面は常に一定
方向にある(例えば、下向にしたときは第四リンク14
の仰角に無関係に常に下向きとなる。)ので、とくにバ
レッタイジンク作業では教示が容易となる。Furthermore, in FIG. 4, the angle of the crank 2o is always constant, so even if there is no swinging actuator on the front and rear of the wrist 15, the mounting surface of the hand effector at the tip of the wrist will always be in a constant direction (for example, , when facing downward, the fourth link 14
It always points downward regardless of the elevation angle. ), it is easy to teach, especially in bullet rigging work.
更に第4図において、手首15がどの位置に動いても、
支点10cに対する錘13aとの距離の比は一定なので
、例えば同一重量のワークを搬送するときは、ベース6
にかかるモーメントの増加を減らすことができる。Furthermore, in FIG. 4, no matter what position the wrist 15 moves,
Since the distance ratio of the weight 13a to the fulcrum 10c is constant, for example, when transporting workpieces of the same weight, the base 6
It is possible to reduce the increase in moment applied to
又、第1〜2図において、駆動機構9の幅Wは、はぼ第
一駆動装置22と第二駆動装置23だけの幅となり、狭
くできるので、周辺設備への干渉を減らすことができる
。Further, in FIGS. 1 and 2, the width W of the drive mechanism 9 is approximately the width of only the first drive device 22 and the second drive device 23, and can be made narrower, thereby reducing interference with peripheral equipment.
第5図は本発明の産業用ロボットの他の実施例を示し、
第二リンクの第二出力部への取付部分は180°分板厚
が薄くなっていて、その面に対向するフランジ23cの
面(第5図(b)では右側面)の中央にストッパ23d
が取付られている。 この結果。FIG. 5 shows another embodiment of the industrial robot of the present invention,
The attachment part of the second link to the second output part is thinned by 180 degrees, and a stopper 23d is placed in the center of the surface of the flange 23c (the right side in FIG. 5(b)) opposite to that surface.
is installed. As a result.
第四リンク15の上下動作の動作限を容易に設けること
ができるとともに(下方動作時は第5図(a)でA面と
8面、上方動作時には0面と0面が当る)、ストッパ2
3dの幅や位置を変えることで動作限を任意に設定する
ことができる。It is possible to easily set a movement limit for the vertical movement of the fourth link 15 (during the downward movement, surfaces A and 8 in FIG. 5(a) touch, and during upward movement, the surfaces 0 and 0 touch).
By changing the width and position of 3d, the operating limit can be set arbitrarily.
以上、本発明によれば、ベース上に旋回軸を介して取付
られたフレームの上部に設けられた駆動機構に第一リン
クと第二リンクの基端が取付られ。As described above, according to the present invention, the base ends of the first link and the second link are attached to the drive mechanism provided at the upper part of the frame attached to the base via the pivot shaft.
この第二リンクの先端に基端が連結された第三リンクが
第一リンクと平行に設けられ、この第三リンクの先端に
基端が連結された第四リンクの中間部に第一リンクの先
端が連結されて第一リンクから第四リンクで平行四辺形
を構成し、第四リンクの先端に手首が取付られた産業用
ロボットにおいて、上記駆動機構に一対の減速機を用い
、上記平行四辺形を構成する対向リンクを同じ側にして
隣接リンクの横にずらし、上記手首の揺動軸を上記第一
リンクと同じ側にしたので、簡単な構成で強度が高く動
作範囲の広い垂直多関節の産業用ロボットを得ることが
できる。A third link whose base end is connected to the tip of the second link is provided parallel to the first link, and a fourth link whose base end is connected to the tip of the third link is provided in the middle part of the first link. In an industrial robot whose tips are connected to form a parallelogram from a first link to a fourth link, and a wrist is attached to the tip of the fourth link, a pair of reducers is used in the drive mechanism to form a parallelogram. The opposing links that make up the shape are on the same side and shifted to the side of the adjacent link, and the pivot axis of the wrist is on the same side as the first link, resulting in a vertical multi-joint with a simple structure, high strength, and a wide range of motion. industrial robots can be obtained.
第1図は本発明の垂直多関節の産業用ロボットの一実施
例を示す図で第1図(a)は側面図、第1図(b)は正
面図、第2図は第1図のA−A断面詳細図、第3図は第
1図のB−B断面詳細図、第4図は本発明の産業用ロボ
ットの作用を示す説明図、第5図は本発明の産業用ロボ
ットの他の実施例を示す要部詳細図、第6図は従来の垂
直多関節の産業用ロボットの構成を示す図で第6図(a
)は側面図、第6図(b)は正面図、第7図は従来の垂
直多関節の産業用ロボットの作用を示す説明図である。
6・・・ベース
9・・・駆動機構
10・・・フレーム
11・・・第一リンク
12・・・第二リンク
13・・・第三リンク
14・・・第四リンク
15・・・手首
18・・・平行リンク
22b、 23b・・・偏芯差動方式の減速機(873
3)代理人弁理士 猪 股 祥 晃(ほか1名)(α)
(b)
第1図
第 2 図 オは目A−AIXケ品
つり作用点、
宿
図
オーロのB−BIJjT面
(b)
第
図
第
図Fig. 1 is a diagram showing an embodiment of the vertically articulated industrial robot of the present invention, Fig. 1(a) is a side view, Fig. 1(b) is a front view, and Fig. 2 is the same as Fig. 1. 3 is a detailed view of the BB-B cross section of FIG. 1, FIG. 4 is an explanatory view showing the action of the industrial robot of the present invention, and FIG. 5 is a detailed view of the industrial robot of the present invention. FIG. 6 is a detailed view of the main parts showing another embodiment, and FIG. 6 is a diagram showing the configuration of a conventional vertically articulated industrial robot.
) is a side view, FIG. 6(b) is a front view, and FIG. 7 is an explanatory view showing the operation of a conventional vertically articulated industrial robot. 6...Base 9...Drive mechanism 10...Frame 11...First link 12...Second link 13...Third link 14...Fourth link 15...Wrist 18 ...Parallel links 22b, 23b...Eccentric differential type reducer (873
3) Representative patent attorney Yoshiaki Inomata (and 1 other person) (α) (b) Figure 1 Figure 2 O is the point of action of the A-AIX product suspension, and the B-BIJjT side of the A-A X-shaped figure (b) Figure Figure
Claims (1)
、この駆動機構に第一リンクと第二リンクの基端が取付
られ、この第二リンクの先端に第一リンクと平行に設け
られた第三リンクの基端が連結され、この第三リンクの
先端に後端が連結され前記第一リンクの先端に中間部が
連結された第四リンクが前記第二リンクと平行に設けら
れて平行四辺形リンクを構成し、前記第四リンクの先端
に手首が取付られた垂直多関節ロボットにおいて、前記
フレーム上部のクレビス部に出力側が前記第一リンクと
第二リンクの基端に取付られた一対の偏芯差動方式の減
速機を設け、前記第一リンク及び第三リンクと前記第二
リンク及び第四リンクを同じ側にして隣接リンクを横に
ずらし、前記手首の揺動軸を前記第四リンクの前記第一
リンク側の側面に設けたことを特徴とする産業用ロボッ
ト。A drive mechanism is provided at the top of the frame that rotates on the base, the base ends of the first link and the second link are attached to this drive mechanism, and a third link is provided at the tip of the second link in parallel with the first link. The base ends of the links are connected, the rear end is connected to the tip of the third link, and the fourth link is provided in parallel with the second link, the rear end being connected to the tip of the first link, and forming a parallelogram. In the vertical articulated robot comprising a link and having a wrist attached to the tip of the fourth link, a pair of eccentrics are attached to the clevis part of the upper part of the frame, and the output side is attached to the proximal ends of the first link and the second link. A core differential type speed reducer is provided, the first link and the third link, the second link and the fourth link are on the same side, and the adjacent links are shifted laterally, and the swing axis of the wrist is moved to the fourth link. An industrial robot, characterized in that the industrial robot is provided on a side surface of the first link.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21258788A JPH0265981A (en) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | Industrial robot |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP21258788A JPH0265981A (en) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | Industrial robot |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH0265981A true JPH0265981A (en) | 1990-03-06 |
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Family Applications (1)
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JP21258788A Pending JPH0265981A (en) | 1988-08-29 | 1988-08-29 | Industrial robot |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH0265981A (en) |
Cited By (7)
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CN102407524A (en) * | 2010-09-21 | 2012-04-11 | 鸿富锦精密工业(深圳)有限公司 | Robot |
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CN103921269A (en) * | 2014-04-23 | 2014-07-16 | 重庆社平科技有限公司 | Self-adaption mechanical arm |
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1988
- 1988-08-29 JP JP21258788A patent/JPH0265981A/en active Pending
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