JPH0310475B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はロボツト、マニプレータ等の手首部、
アーム部分等の関節部に用いることの出来る自由
度の大きい関節機構に関し、特に高精度のもとに
駆動側関節要素に対して従動側関節要素を任意の
方向に揺動させることの出来る新規な関節機構に
関するものである。

第１図及び第２図に示したのは従来の溶接用ロ
ボツトの一例を示す側面図で第１図に示したロボ
ツトの場合、ロボツト本体１は機台２に対してθ1
の方向に旋回自在に取り付けられ、該ロボツト本
体１には第１アーム３がθ2の方向に揺動自在に取
り付けられている。

第１アーム３の先端にθ3の方向に揺動自在に取
り付けられた第２アーム４の先端には、θ4の方向
に捩り（旋回）の自由度を持つフレキシブルな手
首機構５が取り付けられており、この手首機構５
は４つの手首要素５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを平行
な３本の連結軸６ａ，６ｂ，６ｃで揺動可能に連
結して構成されており、各手首要素間の揺動角度
θ51，θ52，θ53を合成した角度θ5が手首機構５の
全体的曲げ自由度を示す。

手首要素５ｄの先端には該手首要素５ｄの軸芯
方向に溶接トーチ７が取り付けられている。θ5が
０の時の溶接トーチ７の位置を７ａとし、θ51，
θ52，θ53を60度程度にした場合のトーチ７は、７
ａに対して180度反対の方向を指向する７ｂの位
置まで回動される。

従つてこの場合、θ4とθ5の組合せによつてトー
チ７に溶接作業に必要なあらゆる姿勢を与えるこ
とが可能である。

溶接トーチ７とその制御装置８とはパワーケー
ブル、コンジツトケーブル、ガスホース等を一束
にしたケーブル９によつて連結されている。

又第２図に示したのは架台１０によつて支承さ
れる水平方向のレール１１に沿つてロボツト本体
１２が紙面に垂直の方向に走行し、このロボツト
本体１２に第１アーム３、第２アーム４、手首機
構５が取り付けられ、これらのアーム３，４、及
び手首機構５等よりなるロボツト全体がレール１
１に懸架された懸架型のロボツトを示している。

第１図に示したロボツトでは第２アーム４は通
常略水平方向を向いて使用され、第２図に示した
ロボツトでは第２アーム４は略鉛直になるように
して使用される。

そしてこれらのロボツトの場合、上記したよう
に手首機構がθ4とθ5の方向の旋回の自由度を有し
ているので、理論的にはあらゆる方向に溶接トー
チ７を傾けることが可能である。しかしながらθ4
の方向の自由度に関して見ると、手首要素５ａが
第２アーム４に対して旋回しうる角度には制限が
あり、必ずしも連続的に任意の方向の姿勢を取り
うるものとはなつていない。

これは手首要素５ａが第２アーム４に対してθ4
の方向に旋回した場合、その旋回角度を検出する
為の位置検出装置に用いる原点検出機構がこの関
節部分に組み込まれており、この原点検出機構を
作動させる為のストツパーによつて手首要素５ａ
の回転が制限されていること、及び上記のような
溶接ロボツトや塗装用ロボツトの場合、溶接トー
チ等に連結されたケーブル９が手首部分を旋回さ
せることによりこの手首部分に巻き付く為であ
る。

その為例えば第３図に示すような円筒体１３を
基盤１４に隅肉溶接する場合、この溶接線１５に
沿つて溶接トーチを旋回させる為に、手首要素５
ａの溶接開始位置に於ける第２アーム４に対する
角度を、θ4が最小の位置から始める必要があり、
溶接対象物のセツト位置、姿勢が制限されるとい
う問題がある。

又このようにして溶接対象物を最適の状態にセ
ツトした場合でも、溶接線１５に沿つて全周隅肉
溶接を連続的に行うと、ケーブル９が手首機構５
に巻き付き、結局溶接途中で作業を一度中断し、
手首を捻り直した後再度溶接作業を再開するよう
に教示しなければならず、美しい溶接肉盛りを得
ることが出来ず、又作業時間が延びて溶接作業の
能率が低下する。

このような欠点は塗装用ロボツト等においても
同様に生じる。

上記のような欠点が生じる理由は、上記した手
首機構５がある一平面内での旋回運動（θ5の方向
の揺動）を有するのみで、これを補う為に第２ア
ーム４の軸芯周りの旋回自由度θ4を与えているこ
とに起因し、かかるθ4の方向の旋回の自由度の代
わりに手首機構５をθ5の旋回面に直角の面内にお
いて屈折しうるようにすれば解消されるものと考
えられる。

しかしながらこのような直交する２つの面内で
自由に旋回しうるようになした従来の関節機構の
場合、通常複雑なリンクやレバーの組合せによつ
て手首に屈折運動を与えている為ガタや遊びが多
く、溶接用ロボツトのような高精度の作業を行う
ロボツト、マニプレータや塗装用ロボツト等のよ
うにびびりを嫌うロボツト、マニプレータには不
適当であつた。

従つて本発明は手首が連続して任意の方向に屈
折することにより、手首にあらゆる姿勢を与える
ことが可能で、ケーブル類が手首等に巻き付かな
いように配慮され、しかもガタや遊びを積極的に
解消し剛性及び位置決め精度を著しく向上させた
関節機構を提供せんとするものであり、その要旨
とする処は、駆動源側に取り付けられた駆動側関
節要素と、上記駆動側関節要素の軸芯に対して直
角に取り付けた同軸状の第１及び第２の駆動軸
と、上記駆動側関節要素に取り付けられた第１の
減速機を介して第１及び第２の駆動軸の周りに旋
回可能に取り付けた関節部材と、上記第２の駆動
軸に第２の回転伝達部材を介して直角に連結され
た第２の伝達軸と、上記関節部材に取り付けられ
た第２の減速機を介して上記第２の伝達軸の周り
に旋回可能に取り付けられ、上記第１及び第２の
駆動軸の軸芯と上記第２の伝達軸の軸芯との交点
を中心として擂粉木状に揺動可能な従動側関節要
素とを有してなる点である。

続いて第４図以下の添付図面を参照して本発明
を具体化した実施例につき説明し、本発明の理解
に供する。ここに第４図ａ及びｂは一つのサーボ
系によつて一つの関節部を駆動するようになした
本発明の一実施例である関節機構の側面図及び平
面図、第５図は第４図ａにおけるＢ−Ｂ矢視断面
図、第６図は一つのサーボ系によつて２以上の関
節部を駆動する為の本発明の第２の実施例にかか
る関節機構に関するもので、同図ａはその関節機
構が屈折していない状態を示す側面図、同図ｂは
屈折した状態を示す側面図、第７図ａは同関節機
構の屈折していない状態を示す平面図、同図ｂは
屈折した状態を示す平面図、第８図は第６図ｂに
示した関節機構が屈折した状態の関節機構の中央
側断面図、第９図は第７図ｂに示した関節機構の
屈折した状態を示す中央平断面図、第１０図は第
６図ａに於けるＡ−Ａ矢視断面図、第１１図は手
首先端部の屈折状態を示すもので第６図に於ける
Ｄ矢視図である。

まず第４図及び第５図を参照して一つのサーボ
系で一つの関節機構を駆動する場合について説明
する。

第４図ａ及びｂに示すようにこの関節機構２０
は、アーム２１の先端に取り付けられ、アーム２
１の先端は駆動側関節要素の一種である二叉状部
２１ａ及び２１ｂとして分岐しており、この二叉
状部２１ａ及び２１ｂの間に軸芯２２を中心とし
て旋回可能の関節部材２３が取り付けられてお
り、且つこの関節部材２３を挾んで軸芯２４の周
りに回動可能の従動側関節要素２５が取り付けら
れ、上記軸芯２２及び軸芯２４の周りの回動によ
つて、従動側関節要素２５は軸芯２２と軸芯２４
の交点である揺動中心２６を中心として擂粉木状
に任意の方向へ揺動する。

従つて、アーム２１に対して従動側関節要素２
５を３次元空間内において任意の方向へ向わせ得
る機構を、アーム２１の軸芯方向に関して極めて
コンパクトな構造にて実現することができる。

この例の場合、従動側関節要素２５は、手首の
先端の部材を表し、例えば溶接用ロボツトの手首
部分に用いる場合には、溶接トーチ等の工具を取
り付ける為の工具取り付け軸２６′を有している。

そして第４図ｂにα１で示した方向に関する軸
芯２２の周りの従動側関節要素２５の揺動は、ア
ーム２１に取り付けたモータＭ１の回転がチエー
ンスプロケツト２７ａ、チエーン２８、チエーン
スプロケツト２７a′を経て伝達されることにより
行われ、第４図ａにα２で示した方向に関する軸
芯２４の周りの従動側関節要素２５の揺動は、ア
ーム２１に取り付けた前記モータＭ１とは反対側
に取り付けたモータＭ２の回転がチエーンスプロ
ケツト２７ｂ、チエーン２９、チエーンスプロケ
ツト２７b′を経て伝達されることにより行われ
る。

このような従動側関節要素２５がある一点を中
心に駆動側関節要素であるアーム２１の軸芯に対
して任意の角度を保持しながら旋回する擂粉木運
動を起こさせる為の関節機構２０について第５図
を参照して更に詳しく説明する。

第５図に於いて、前記アーム２１の先端部をな
す駆動側関節要素の一種である二叉状部２１ａ及
び２１ｂには、軸受３０，３１によつて軸芯２２
の周りに回動可能の前記関節部材２３が取り付け
られており、上記二叉状部２１ａとこの関節部材
２３とに取り付けた軸受３２，３３によつて前記
アーム２１（第４図ａ参照）の軸芯に直角の第１
の駆動軸３４が回転可能に支承されている。この
第１の駆動軸３４の先端には、前記チエーンスプ
ロケツト２７a′が固着されている。

又、二叉状部２１ｂには、軸受３５を介して前
記第１の駆動軸３４と同軸の第２の駆動軸３６が
回転可能に支承されており、この第２の駆動軸３
６の先端には前記したチエーンスプロケツト２７
b′が固着されている。

従つて前記関節部材２３は、同軸の前記第１及
び第２の駆動軸３４及び３６を介してこれらの駆
動軸と同軸で、且つこれらの駆動軸３４及び３６
を中心として旋回可能に二叉状部２１ａ及び２１
ｂによつて軸支されている。

前記第２の駆動軸３６は、その末端部に第２の
回転伝達部材の一種である傘歯車３７を有し、こ
の傘歯車３７と直角に噛み合う傘歯車３８を端部
に有する第２の伝達軸３９は、前記第１及び第２
の駆動軸３４及び３６に対して直角で、且つ前記
関節部材２３に取り付けた軸受４０と、関節部材
２３に軸受４１を介して第１及び第２の駆動軸３
４及び３６に直角に設けた従動側関節要素２５に
取り付けた軸受４１とによつて回転可能に支承さ
れている。

前記第１の駆動軸３４と関節部材２３との間に
はハーモニツクドライブ減速機（ハーモニツクド
ライブシステムズ社製商標）等よりなる第１の減
速機４２が介在しており、この第１の減速機４２
の駆動円板４２ａは、第１の駆動軸３４に固着さ
れ、且つフレクスプライン４２ｂを介して二叉状
部２１ａに固着された外歯車４２ｃ及び関節部材
２３に固着された外歯車４２ｄと連結され、第１
の駆動軸３４の回転がこの減速機４２を経て関節
部材２３に減速された状態で伝達される。

又第２の伝達軸３９と、前記従動側関節要素２
５との間には、前記第１の減速機４２と同様の第
２の減速機４３が取り付けられ、この第２の減速
機４３の駆動円板４３ａは、この第２の伝達軸３
９に固着され、フレクスプライン４３ｂを介して
関節部材２３に固着した固定側の外歯車４３ｃ及
び従動側関節要素２５に固着された従動側外歯車
４３ｄに連結されている。

従つて第２の伝達軸３９が回転すると、その回
転は第２の減速機４３によつて減速機された状態
で従動側関節要素２５に伝達される。

即ち、第４図ａ，ｂ及び第５図に示した如く、
モータＭ１を回転させてチエーン２８を走行さ
せ、チエーンスプロケツト２７ａを高速で回転さ
せると、これにより第１の駆動軸３４が高速で回
転し、この回転は第１の減速機４２を介して減速
された状態で関節部材２３に伝達され、関節部材
２３、及びこれに軸受４１を介して取り付けられ
た従動側関節要素２５が軸芯２２の周りに揺動運
動する。

又、モータＭ２を回転させてチエーン２９を走
行させ、チエーンスプロケツト２７b′及びこれと
一体に高速回転する第２の駆動軸３６を回転させ
ると、この回転は第２の回転伝達部材の一種であ
る傘歯車３７，３８経て、第２の伝達軸３９に伝
えられ、この第２の伝達軸３９の回転は第２の減
速機４３によつて減速されて従動側関節要素２５
に伝達され、従動側関節要素２５が軸芯２４の周
りに揺動運動する。

従つてモータＭ１及びモータＭ２を同じ周波数
で同期して三角関数状に正転、逆転を繰り換えさ
せると、従動側関節要素２５は前記揺動中心２６
（第４図ａ及びｂ参照）を中心とした擂粉木運動
をすると共に、このようなモータＭ１とＭ２の回
転角度を任意に選ぶことにより、従動側関節要素
２５及び、これに取り付けた工具取り付け軸２
６′に任意の姿勢をとらせることが出来る。

以上述べた実施例では、モータＭ１及びＭ２に
よつて従動側関節要素２５に直交する二つの面内
に於ける揺動運動を同時に与えることの出来る関
節機構を示したが、このような関節機構を第６図
及び第７図に示したように連結部材４４によつて
二つ以上連結し、更にそれらの関節機構間に於け
る回転力を伝達する機構を付加した場合には、上
記モータＭ１及びＭ２によつて同時に二つ以上の
関節に屈折運動を与えることが可能となる。

第６図及び第７図に示した実施例では、先端側
の関節機構２０ａと駆動源側の関節機構２０ｂと
を連結部材４４によつて連結した二関節型の関節
機構を示したもので、関節機構２０ａは前記第５
図に示した関節機構２０と同一の関節機構であり
（従つて関節機構２０ａの説明には関節機構２０
に用いたものと同様の符号を使用する）、関節機
構２０ｂは第５図に示した関節機構２０に、第１
０図に示す如く、関節機構２０ａに回転力を伝達
する為の機構が付加されたもので、関節機構２０
ａ側から見れば、連結部材４４は二叉状部２１ａ
及び２１ｂに相当し、関節機構２０ｂ側からみれ
ば連結部材４４は第４図に示した従動側関節要素
２５に相当するものである。

即ち、関節機構２０ｂの断面を示す第１０図に
於いて１２１ａ及び１２１ｂは第６図及び第７図
に示したアーム１２１の先端の二叉状部で、両二
叉状部１２１ａ及び１２１ｂの間に軸受４５及び
４６によつて軸芯１２４の周りに旋回可能に取り
付けられた関節部材１２３が支承されている。

この関節部材１２３はハーモニツクドライブ減
速機等よりなる第２の減速機１４３を介して軸芯
１２２を中心として回転可能の第２の伝達軸１３
９と連結されており、この第２の伝達軸１３９は
第２の回転伝達部材である傘歯車１３７及び１３
８を介して、軸芯１２４を中心として回転可能に
二叉状部１２１ａに支承された第２の駆動軸１３
６と直角に連結されている。

又関節部材１２３に軸受１４１によつて軸芯１
２２を中心として揺動可能に取り付けられた連結
部材４４は、前記第２の減速機１４３を介して前
記第２の伝達軸１３９に連結されている。

更に、他方の二叉状部１２１ｂに軸受１３２に
よつて軸芯１２４を中心として回転可能に支承さ
れた第１の駆動軸１３４は、二叉状部１２１ｂに
取り付けられた第１の減速機１４２を介して前記
関節部材１２３と連結されている。

このように関節機構２０ｂは第５図に示した関
節機構２０，２０ａと略同一の構成を成している
が、関節機構２０，２０ａと異なる点は、前記第
１の駆動軸１３４の末端に第１の回転伝達部材の
一例である傘歯車４７が固着され、この傘歯車４
７と直角に噛み合う傘歯車４８を末端に有する第
１の伝達軸４９が、前記第２の伝達軸１３９を取
り付けた側の連結部材４４とは反対側の連結部材
４４に軸受５０を介して垂直軸１２２を中心とし
て回転可能に取り付けられている点である。

続いて第６図及び第７図を参照して上記二つの
関節機構を連結した手首装置の全体について説明
する。この場合モータＭ１及びＭ２を取り付けた
アーム１２１の先端部には第１０図に示した上記
手首機構２０ｂが取り付けられ、これと手首先端
の第５図に示した手首機構２０ａとが連結部４４
を介して連結されている。

従つて関節機構２０ｂ側の第２の伝達軸１３９
及び第１の伝達軸４９は、関節機構２０ａ側の第
１駆動軸３４及び第２の駆動軸３６に対して上記
連結部４４によつて平行に連結され、関節機構２
０ｂ側の第２の伝達軸の端部に取り付けたチエー
ンスプロケツト５１と、関節機構２０ａ側の第１
駆動軸３４に取り付けたチエーンスプロケツト２
７a′とは、チエーン５２によつて連結され、且つ
関節機構２０ｂ側の第１の伝達軸４９の端部に取
り付けたチエーンスプロケツト５３と、関節機構
２０ａ側の第２駆動軸３６に取り付けたチエーン
スプロケツト２７b′とは、チエーン５４によつて
連結されている。

又アーム１２１に取り付けたモータＭ１と、第
１の関節機構２０ｂ側の第１の駆動軸１３４と
は、該第１の駆動１３４に取り付けたチエーンス
プロケツト５５と、モータＭ１に取り付けたチエ
ーンスプロケツト２７ａとの間に架け渡されたチ
エーン２８によつて連結され、アーム１２１に取
り付けたモータＭ２と、第１の関節機構２０ｂ側
の第２の駆動軸１３６とは、該第２の駆動軸１３
６の端部に取り付けたチエーンスプロケツト５６
と、モータＭ２に取り付けたチエーンスプロケツ
ト２７ｂとの間に架け渡されたチエーン２９によ
つて連結されている。

以下の説明においては関節機構２０ｂを第１の
関節機構と称し、又関節機構２０ａを第２の関節
機構と称する。

次にモータＭ１又はＭ２を回転させた場合の各
関節機構の動きについて説明する。

まずモータＭ２を回転させてチエーン２９を介
して第２の駆動軸１３６を高速回転させると、こ
の回転は第１０図に示す第２の回転伝達部材であ
る傘歯車１３７，１３８を介して第２の伝達軸１
３９に伝えられ、第２の伝達軸１３９は高速回転
する。そしてこの回転は同時にチエーンスプロケ
ツト５１、チエーン５２、チエーンスプロケツト
２７a′を介して第２の関節機構２０ａ側の第１の
駆動軸３４に伝達される。

上記のように第１の関節機構２０ｂ側の第２の
伝達軸１３９が高速回転すると、この回転は第２
の減速機１４３を経てこの第２の減速機１３４に
連結された連結部材４４に伝達され、伝達部材４
４を軸芯１２２の周りに第７図ｂに示す如くα１
１の方向に揺動する。又第５図に示した第２の関
節機構２０ａ側の第１の駆動軸３４の回転は第１
の減速機４２を経て減速された状態で関節部材２
３に伝達され、この関節部材２３及び関節部材２
３に取り付けた従動側関節要素２５を軸芯２２の
周りに第７図ｂに示す如くα１２の方向に揺動さ
せる。従つて従動側関節要素２５は、モータＭ２
の回転によつて角度α１１とα１２とが合算され
たα１の角度分だけ揺動すると共に、この揺動は
２個の関節機構２０ｂ及び２０ａの各揺動角度α
１１とα１２とを合算したものであるから、非常
に滑らかな揺動運動が得られる。

またモータＭ１を回転させるとその回転は、チ
エーン２８を経て第１の関節機構２０ｂ側の第１
の駆動軸１３４に伝達され、この回転は第１の回
転伝達部材である傘歯車４７及び４８を経て第１
の伝達軸４９に伝えられ、更にチエーンスプロケ
ツト５３、チエーン５４、チエーンスプロケツト
２７b′を経て第５図に示す第２の関節機構２０ａ
側の第２の駆動軸３６に伝達され、更に第２の関
節機構２０ａ側の第２の回転伝達機構である傘歯
車３７及び３８を経て第２の伝達軸３９に伝達さ
れる。こうして第１の関節機構２０ｂ側の第１の
駆動軸１３４と、第２の関節機構２０ａ側の第２
の伝達軸３９とが高速回転する。

このようにして第１０図に示す第１の関節機構
２０ｂ側の第１の駆動軸１３４が高速回転する
と、その回転は二叉状部１２１ｂに取り付けられ
た第１の減速機１４２を介して関節部材１２３に
伝達され、関節部材１２３が軸芯１２４の周りに
回動する。この関節部材１２３には、第１の関節
機構２０ｂにとつては従動側関節要素の一種であ
る連結部材４４が軸受１４１を介して取り付けら
れており、上記関節部材１２３の回動によつて上
記連結部材４４が軸芯１２４の周りに第６図ｂに
示すα２１の方向に揺動される。

又第５図に示す第２の関節機構２０ａ側の第２
の伝達軸３９の高速回転は、第２の減速機４３を
介して手首先端の従動側関節要素２５に伝達さ
れ、この従動側関節要素２５が軸芯１２４に平行
の軸芯２４を中心として第６図ｂに示すα２２の
方向に揺動し、上記第１及び第２の関節機構２０
ｂ及び２０ａの揺動角度α２１及びα２２によつ
て両者が合算された角度α２の分だけ第２の従動
側関節要素２５がアーム１２１の中心線に対して
揺動する。

上記の説明によつてモータＭ１又はＭ２を同時
に又は別個に駆動することにより、上記した関節
機構を１または２以上連結した手首機構の先端の
従動側関節要素２５をアーム１２１の中心線に対
して任意の方向に揺動させて任意の姿勢をとらせ
ることの可能であることが理解される。このよう
な状態を手首の前方から、即ち第６図及び第７図
に示した矢印Ｄの方向から見たものが第１１図で
ある。

而もこの際先端の従動側関節要素２５はその軸
芯２５ａ（第６図、第７図及び第４図参照）の周
りに旋回させる必要が全く無いので、従動側関節
要素２５に接続したケーブル、ホース等が手首部
分に巻き付く心配が全く無い。

また、本発明の場合各関節機構が屈折する際に
関節機構まで伝達される回転は高速で、関節機構
部分で減速機によつて減速された回転数によつて
関節機構が屈折する為、関節機構以前に生じる回
転斑や、チエーン、歯車、軸の撓みその他による
ガタや遊び等による誤差が減速機の減速比に対応
して縮小されて伝達される。従つて、関節機構自
身の最終的な屈折角度は極めて高精度のものが得
られ、手首等の先端部の位置決め精度が著しく向
上する。

上記第４図に示した実施例では、関節機構を一
つ用いた場合を示し、又第６図及び第７図に示し
た実施例では、関節機構を二つ連結した場合につ
いて説明したが、このような関節機構は、前記第
１の関節機構２０ｂに相当する関節機構を更に１
以上付加連結していくことにより３関節以上を連
結した滑らかな手首機構等を得ることが可能であ
る。

そして上記何れの実施例においてもアーム１２
１の先端に取り付けた手首機構に本発明に係る関
節機構を適用した場合について説明したが、この
ような関節機構は手首部分のみでなくアームその
ものの関節部材に適用することも当然可能であ
り、その際上記した機構をそのまま使用すること
が可能である。

本発明は以上述べたように駆動源側に取り付け
られた駆動側関節要素と、上記駆動側関節要素の
軸芯に対して直角に取り付けた同軸状の第１及び
第２の駆動軸と、上記駆動側関節要素に取り付け
られた第１の減速機を介して第１及び第２の駆動
軸の周りに旋回可能に取り付けた関節部材と、上
記第２の駆動軸に第２の回転伝達部材を介して直
角に連結された第２の伝達軸と、上記関節部材に
取り付けられた第２の減速機を介して上記第２の
伝達軸の周りに旋回可能に取り付けられ、上記第
１及び第２の駆動軸の軸芯と上記第２の伝達軸の
軸芯との交点を中心として擂粉木状に揺動可能な
従動側関節要素とを有してなることを特徴とする
関節機構であるから、関節機構にまで伝達された
高速回転が関節機構の出力軸の直前に設けられた
減速機によつて減速される為、関節機構以前に生
じた回転斑やガタ等の誤差が縮小されて伝達され
る。従つて、関節機構の屈折角度の精度が向上
し、従来のリンクやロツド等を組合せた多節型の
関節機構と比べて位置決め精度が著しく向上し、
又関節部をその軸芯の周りに旋回させることなく
揺動運動によつて手首等の先端に設けた工具等の
位置、姿勢の制御を行うので、あらゆる方向に連
続的に姿勢の制御を行うことが出来、手首部分等
に沿つて取り付けたケーブル、ホース等が手首部
分等に巻き付く虞れが全く無く、適用率及び作業
能率の非常に良い関節機構を提供し得たものであ
る。

更に、本発明に係る関節機構では、駆動側関節
要素に対して従動側関節要素を３次元空間内にお
いて任意の方向へ向わせ得る機構を、特に駆動側
関節要素の軸芯方向に関して極めてコンパクトな
構造にて実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は夫々従来の溶接用ロボツト
を示す側面図、第３図は円筒状の作業対象物に対
する溶接状態を示す斜視図、第４図ａ及びｂは一
つのサーボ系によつて一つの関節部を駆動するよ
うになした本発明の一実施例である関節機構の側
面図及び平面図、第５図は第４図ａにおけるＢ−
Ｂ矢視断面図、第６図は一つのサーボ系によつて
２以上の関節部を駆動する為の本発明の第２の実
施例にかかる関節機構に関するもので、同図ａは
その関節機構が屈折していない状態を示す側面
図、同図ｂは屈折した状態を示す側面図、第７図
ａは同関節機構の屈折していない状態を示す平面
図、同図ｂは屈折した状態を示す平面図、第８図
は第６図ｂに示した関節機構が屈折した状態の関
節機構の中央側断面図、第９図は第７図ｂに示し
た関節機構の屈折した状態を示す中央平断面図、
第１０図は第６図ａに於けるＡ−Ａ矢視断面図、
第１１図は手首先端部の屈折状態を示すもので第
６図に於けるＤ矢視図である。 符号の説明、２０，２０ａ，２０ｂ…関節機
構、２１，１２１…アーム、２１ａ，２１ｂ…二
叉状部、２３，１２３…関節部材、２５…従動側
関節要素、３４，１３４…第１の駆動軸、３６，
１３６…第２の駆動軸、３９…第２の伝達軸、４
９…第１の伝達軸、４２，１４２…第１の減速
機、４３，１４３…第２の減速機、４４…連結部
材、３７，３８，１３７，１３８…第２の回転伝
達部材（傘歯車）、４７，４８…第１の回転伝達
部材（傘歯車）。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記の(1)〜(5)の構成要素を有してなることを
   特徴とする関節機構。 (1) 駆動源側に取り付けられた駆動側関節要素。 (2) 上記駆動側関節要素の軸芯に対して直角に取
   り付けた同軸状の第１及び第２の駆動軸。 (3) 上記駆動側関節要素に取り付けられた第１の
   減速機を介して第１及び第２の駆動軸の周りに
   旋回可能に取り付けた関節部材。 (4) 上記第２の駆動軸に第２の回転伝達部材を介
   して直角に連結された第２の伝達軸。 (5) 上記関節部材に取り付けられた第２の減速機
   を介して上記第２の伝達軸の周りに旋回可能に
   取り付けられ、上記第１及び第２の駆動軸の軸
   芯と上記第２の伝達軸の軸芯との交点を中心と
   して擂粉木状に揺動可能な従動側関節要素。 ２ 下記の(1)〜(6)の構成要素を有してなることを
   特徴とする関節機構。 (1) 駆動源側に取り付けられた駆動側関節要素。 (2) 上記駆動側関節要素の軸芯に対して直角に取
   り付けた同軸状の第１及び第２の駆動軸。 (3) 上記第１の駆動軸に第１の回転伝達部材を介
   して直角に連結された第１の伝達軸。 (4) 上記駆動側関節要素に取り付けられた第１の
   減速機を介して第１及び第２の駆動軸の周りに
   旋回可能に取り付けた関節部材。 (5) 上記第２の駆動軸に第２の回転伝達部材を介
   して直角に連結された第２の伝達軸。 (6) 上記関節部材に取り付けられた第２の減速機
   を介して上記第２の伝達軸の周りに旋回可能に
   取り付けられ、上記第１及び第２の駆動軸の軸
   芯と上記第２の伝達軸の軸芯との交点を中心と
   して擂粉木状に揺動可能な従動側関節要素。