JPH0323314B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0323314B2
JPH0323314B2 JP63010695A JP1069588A JPH0323314B2 JP H0323314 B2 JPH0323314 B2 JP H0323314B2 JP 63010695 A JP63010695 A JP 63010695A JP 1069588 A JP1069588 A JP 1069588A JP H0323314 B2 JPH0323314 B2 JP H0323314B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
horizontal drive
drive shaft
link
support member
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP63010695A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS63267179A (en
Inventor
Koichi Sugimoto
Hisaaki Hirabayashi
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1069588A priority Critical patent/JPS63267179A/en
Publication of JPS63267179A publication Critical patent/JPS63267179A/en
Publication of JPH0323314B2 publication Critical patent/JPH0323314B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Manipulator (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、関節形ロボツトに関するものであ
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an articulated robot.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、第1図に示す如く、産業用ロボツトの本
体1と物体をつかむチヤツク等で構成された手機
構2との間に連結された腕機構はクランクレバー
3とクランクレバー4とによつて構成され、工業
用ロボツトの本体1とクランク3との結合点には
クランク3を回転させるモータ5が備え付けら
れ、クランクレバー3とクランクレバー4との結
合点にはクランクレバー3に対してクランクレバ
ー4を回動させるモータ6が備え付けられ、クラ
ンクレバー4と手機構2との結合点にはクランク
レバー4に対して手機構2を回動させるモータ7
が備えられたものである。この他従来技術として
は、特開昭47−7418号公報、1972年8月発行「電
総研ニユース」271号第7頁、及び米国特許第
2861699号明細書及び図面がある。
Conventionally, as shown in FIG. 1, an arm mechanism connected between a main body 1 of an industrial robot and a hand mechanism 2 consisting of a chuck or the like for grasping an object is composed of a crank lever 3 and a crank lever 4. A motor 5 for rotating the crank 3 is installed at the connection point between the main body 1 and the crank 3 of the industrial robot, and a crank lever 4 is installed at the connection point between the crank lever 3 and the crank lever 4. A motor 6 for rotating the crank lever 4 and a motor 7 for rotating the hand mechanism 2 relative to the crank lever 4 are provided at the connection point between the crank lever 4 and the hand mechanism 2.
is provided. Other prior art includes Japanese Patent Application Laid-Open No. 47-7418, "Electric Research Institute News" No. 271, page 7, published August 1972, and U.S. Patent No.
There is a specification and drawings of No. 2861699.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

しかしながら、前者の従来技術では、クランク
レバーの運動端に相当重量であるモータが載置さ
れているため、クランクレバーの慣性力が大きく
なり、速く手機構の姿勢及び位置を制御すること
ができないと共に振動及びすべりを誘起させる欠
点を有していた。また上記腕機構において手機構
の姿勢を所定方向に傾けた状態で保持させるため
には、常にクランクレバー4の傾きが変化する度
毎にその変化量だけモータ7を回動させなければ
ならず、複雑な制御が必要となると共に制御動作
が緩漫になる問題点を有していた。
However, in the former conventional technology, since a motor with considerable weight is mounted on the moving end of the crank lever, the inertial force of the crank lever becomes large, making it impossible to quickly control the posture and position of the hand mechanism. This had the disadvantage of inducing vibration and slippage. In addition, in order to maintain the posture of the hand mechanism tilted in a predetermined direction in the arm mechanism, the motor 7 must be rotated by the amount of change each time the tilt of the crank lever 4 changes. This has the problem of requiring complicated control and slowing down the control operation.

この問題点を解決する関節形産業用ロボツトと
しては特開昭47−7418号に開示されたものが知ら
れていた。
An articulated industrial robot that solves this problem is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 7418/1983.

しかしこの従来の産業用ロボツトでは、上方腕
材、及び中間部材を回動させる駆動力は各シリン
ダのピストンの直線運動出力で得ているため、常
に上方腕材、及び中間部材の回転角と各シリンダ
のピストンの直線運動量とが比例しない。それ
故、下方腕材の先端を所定の位置から他の位置へ
移動させるとき、直ちにシリンダの直線運動量を
定めることが出来ず、結局シリンダの制御を複雑
にし、低速運転しか出来ないと共に腕駆動機構が
複雑になる問題点を有していた。
However, in this conventional industrial robot, the driving force for rotating the upper arm member and the intermediate member is obtained from the linear motion output of the piston of each cylinder, so the rotation angle of the upper arm member and the intermediate member and each The linear momentum of the cylinder piston is not proportional. Therefore, when moving the tip of the lower arm member from one position to another, it is not possible to immediately determine the linear momentum of the cylinder, which ultimately complicates the control of the cylinder, and only allows low-speed operation, and the arm drive mechanism The problem was that it became complicated.

また、電総研ニユースに記載されたマニコピレ
ータでは、腕駆動用モータが肩部ではなく、ベー
スに取付けられているため、肩部が旋回した際腕
部材が動き、補正しなければならず、制御が複雑
となる問題点を有していた。
In addition, in the manicopilator described in Densoken News, the arm drive motor is attached to the base rather than the shoulder, so when the shoulder rotates, the arm moves and must be compensated, making control complicated. It had the following problems.

また米国特許第2861699号のマニコピレータで
はチエーンで前腕を駆動するため、剛性が低く、
高精度に位置決めすることができないという問題
点を有していた。
In addition, the manicopilator of U.S. Patent No. 2861699 uses a chain to drive the forearm, so its rigidity is low.
This has the problem of not being able to position with high precision.

本発明の目的は、上記従来技術の問題点を解決
すべく、動力伝達機構を簡素化して軽量化し、し
かもロボツトの腕機構を支持する肩部が高い剛性
を有し、高精度な位置決めを可能とし、さらには
作業範囲の広い関節形ロボツトを提供するにあ
る。
The purpose of the present invention is to simplify the power transmission mechanism and reduce its weight in order to solve the above-mentioned problems of the conventional technology, and in addition, the shoulder part that supports the arm mechanism of the robot has high rigidity, enabling highly accurate positioning. Furthermore, it is an object of the present invention to provide an articulated robot with a wide range of work.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

即ち本発明は、ロボツト本体に載置された回転
駆動モータによつて回転自在に支持された肩部を
備え、該肩部はそれぞれ平行に相対向して配置さ
れた第1の支持部材及び第2の支持部材と、これ
ら支持部材のロボツト本体側の一辺を一体的に連
結する連結部材とからなつており、ロボツトの腕
機構は、前記肩部の前記第1の支持部材と前記第
2の支持部材に回転自在に支持される平行四辺形
リンク機構によつて構成されており、ロボツトの
腕機構を駆動するための第1の回転形アクチユエ
ータの出力軸に対して一端を連結された第1の水
平駆動軸を前記第1の支持部材の固定支点に回転
自在に支持し、前記第1の水平駆動軸の軸心と同
一軸心となるように、ロボツトの腕機構を駆動す
るための第2の回転形アクチユエータの出力軸に
対して一端を連結された第2の水平駆動軸を前記
第2の支持部材の固定支点に回転自在に支持し、
前記平行四辺形リンク機構は、第1の腕部材、第
1のリンク部材、第2のリンク部材、第2の腕部
材からなつており、その運動面は前記第1の支持
部材と前記第2の支持部材の各平面と平行となる
ようにされており、前記第1の腕部材は、その一
端を前記第1の水平駆動軸の他端に固着され、該
一端を回転の支点として、前記第1の回転形アク
チユエータの回転と正比例して揺動する揺動端点
を他端とし、前記第1のリンク部材は、その一端
を前記第2の水平駆動軸の他端に固着され、該一
端を回転の支点として、前記第2の回転形アクチ
ユエータの回転と正比例して揺動する揺動端点を
他端とし、前記第2のリンク部材は、前記第1の
リンク部材の揺動端点に一端を支持され、該一端
の揺動運動を長手方向の往復動運動に変換して前
記第2の回転形アクチユエータの回転に対して正
比例する揺動運動として他端に伝達する構成と
し、前記第2の腕部材は、その一端を前記第2の
リンク部材の揺動する他端に支持され、かつ中間
部を前記第1の腕機構の揺動端点に支持され、そ
れによつて一端の揺動運動に正比例した揺動運動
として他端に伝達する構成とし、さらに、前記第
1の支持部材の固定支点に支持された第1の水平
駆動軸と、前記第2の支持部材の固定支点に支持
された第2の水平駆動軸とはそれぞれの駆動の伝
達の軸心が同一軸心上において相対向して配置さ
れ、かつそれぞれの水平駆動軸は独立して駆動力
が伝達できるように回転自在に支持されており、
これによつて、第1の腕部材の揺動運動は第1の
水平駆動軸の回転から直接的に回り対偶で伝達さ
れ、第2の腕部材の揺動運動は第2の水平駆動軸
の回転運動から第1のリンク部材を介して回り対
偶で伝達されるように構成したことを特徴とする
関節形ロボツトである。
That is, the present invention includes a shoulder portion rotatably supported by a rotary drive motor mounted on a robot body, and the shoulder portion is provided with a first supporting member and a first supporting member that are arranged parallel to each other and facing each other. The arm mechanism of the robot consists of two supporting members and a connecting member that integrally connects one side of these supporting members on the robot body side. A first rotary actuator is configured of a parallelogram link mechanism rotatably supported by a support member, and has one end connected to an output shaft of a first rotary actuator for driving an arm mechanism of the robot. A horizontal drive shaft of the robot is rotatably supported on a fixed fulcrum of the first support member, and the arm mechanism of the robot is driven so as to be coaxial with the axis of the first horizontal drive shaft. a second horizontal drive shaft, one end of which is connected to the output shaft of the second rotary actuator, is rotatably supported on a fixed fulcrum of the second support member;
The parallelogram link mechanism is composed of a first arm member, a first link member, a second link member, and a second arm member, and the plane of movement thereof is between the first support member and the second support member. The first arm member has one end fixed to the other end of the first horizontal drive shaft, and uses the one end as a fulcrum of rotation to rotate the first arm member. The other end is a swing end point that swings in direct proportion to the rotation of the first rotary actuator, and the first link member has one end fixed to the other end of the second horizontal drive shaft, and the first link member has one end fixed to the other end of the second horizontal drive shaft. The second link member has one end at a swinging end point that swings in direct proportion to the rotation of the second rotary actuator, with the second link member having one end at the swinging end point of the first link member. is supported, converts the rocking motion of the one end into a reciprocating motion in the longitudinal direction and transmits it to the other end as a rocking motion directly proportional to the rotation of the second rotary actuator, The arm member has one end supported by the swinging other end of the second link member, and an intermediate portion supported by the swinging end point of the first arm mechanism, thereby preventing the swinging movement of the one end. The first horizontal drive shaft is supported by a fixed fulcrum of the first support member, and the second horizontal drive shaft is supported by a fixed fulcrum of the second support member. The second horizontal drive shaft is one in which the drive transmission axes are arranged opposite to each other on the same axis, and each horizontal drive shaft is rotatable so that driving force can be transmitted independently. It is supported and
As a result, the rocking motion of the first arm member is directly transmitted from the rotation of the first horizontal drive shaft in a rotating pair, and the rocking motion of the second arm member is transmitted to the rotation of the second horizontal drive shaft. This is an articulated robot characterized in that it is configured such that rotational motion is transmitted in pairs via a first link member.

〔作用〕[Effect]

上記構成により腕部材駆動機構が簡素化し大幅
に軽量化化できる。
With the above configuration, the arm member drive mechanism can be simplified and the weight can be significantly reduced.

また、二つの腕駆動用モータを、それぞれ肩部
の第1の支持部材と第2の支持部材の各固定支点
に支持たものにおいて、両支持部材が連結部材に
より一体的に連結されているために肩部の剛性が
高くなり、両支持部材の間に作用する二つの腕駆
動用モータの駈動力の反力が相違したり、逆方向
に作用した場合でも肩部に発生するねじれを極力
小さく抑えることができる。このように、高い剛
性を有するロボツトの腕機構を支持する肩部を得
ることができるので、結果的に該肩部に支持され
た腕機構先端の手首位置の高精度な位置決めを可
能とするものである。
Furthermore, in the case where the two arm drive motors are supported on the respective fixed fulcrums of the first support member and the second support member of the shoulder, both support members are integrally connected by the connection member. This increases the rigidity of the shoulder and minimizes the torsion that occurs in the shoulder even if the reaction forces of the cantering power of the two arm drive motors that act between the two support members are different or act in opposite directions. It can be suppressed. In this way, it is possible to obtain a shoulder part that supports the arm mechanism of the robot with high rigidity, and as a result, it is possible to highly accurately position the wrist position of the tip of the arm mechanism supported by the shoulder part. It is.

さらに、各々の支持部材のロボツト本体と反対
側の辺を平行四辺形リンク機構の揺動運動を阻害
しないように開放型としたことにより平行四辺形
リンク機構の腕部材の作業範囲を広くすることが
できる。
Furthermore, the working range of the arm members of the parallelogram link mechanism is widened by making the side of each support member opposite to the robot body open so as not to impede the swinging movement of the parallelogram link mechanism. Can be done.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図に示す実施例にもとづいて具
体的に説明する。
Hereinafter, the present invention will be specifically explained based on embodiments shown in the drawings.

第2図は本発明の関節形産業用ロボツトの腕機
構を構成する部品の組み付け状態を示す斜視図、
第3図は第2図の作動歯車械構部の拡大して示し
た図である。即ち、1は工業用ロボツトの本体に
してL金具8が水平面内で回動するようにL金具
8に固着された軸9を回転自在に支持し、この軸
9を回転させるとモータ(図示せず)を載置して
いる。肩部10は第1の支持部材57及び第2の
支持部材58、そしてこの両支持部材のロボツト
本体側の一辺を一体的に連結する連結部材59か
らなつており、垂直面内で回動し得るように軸1
1をL金具8に回転自在に支持し、この軸11を
ボールジヨイント(図示せず)をして本体1に載
置されたモータ(図示せず)に連結されている。
12は上記肩部10の第1の支持部材57の固定
支点に回転自在に水平方向に支持された第1の水
平駆動軸にして、第1の腕部材13の一端を固着
していると共に腕機構駆動用のモータである第1
の回転形アクチユエータ(図示せず)の出力軸に
連結されている。14は上記第1の水平駆動軸1
2と同軸心上に上記肩部10の第2の支持部材5
8の固定支点に回転自在に水平方向に支持された
第2の水平駆動軸にして、第1のリンク15の一
端を固着していると共に腕機構駆動用のモータで
ある第2の回転形アクチユエータ(図示せず)の
出力軸に連結されている。
FIG. 2 is a perspective view showing the assembled state of parts constituting the arm mechanism of the articulated industrial robot of the present invention;
FIG. 3 is an enlarged view of the working gear mechanism of FIG. 2. That is, 1 is a main body of an industrial robot, and rotatably supports a shaft 9 fixed to an L fitting 8 so that the L fitting 8 rotates in a horizontal plane.When the shaft 9 is rotated, a motor (not shown) is connected. ) is listed. The shoulder portion 10 consists of a first support member 57, a second support member 58, and a connecting member 59 that integrally connects one side of both support members on the robot body side, and rotates in a vertical plane. Axis 1 to get
1 is rotatably supported on an L fitting 8, and this shaft 11 is connected to a motor (not shown) placed on the main body 1 through a ball joint (not shown).
Reference numeral 12 designates a first horizontal drive shaft rotatably supported in the horizontal direction on a fixed fulcrum of the first support member 57 of the shoulder portion 10. The first motor is a motor for driving the mechanism.
The rotary actuator (not shown) is connected to the output shaft of the rotary actuator (not shown). 14 is the first horizontal drive shaft 1
2 and the second support member 5 of the shoulder 10 on the same axis.
A second horizontal drive shaft is rotatably supported in the horizontal direction on a fixed fulcrum of 8, and a second rotary actuator has one end of the first link 15 fixed to it and is a motor for driving the arm mechanism. (not shown).

この腕機構駆動用の第1の回転形アクチユエー
タの出力軸に連結された第1の水平駆動軸の軸心
は、腕機構駆動用の第2の回転形アクチユエータ
の出力軸に連結された第2の水平駆動軸の軸心と
それぞれ同一の軸心となるように対向して配置さ
れており、必然的に、それぞれの水平駆動軸12
および14が支持されている各固定支点も同一軸
心上に配置されている。このように、手首振動用
のモータと比較すると大きな駆動力を必要とする
二つの腕駆機構動用モータを、それぞれ肩部の第
1の支持部材と第2の支持部材の各固定支点に支
持した構成により、二つの水平駆動軸の軸心が常
に同一軸心となるように支持するためには、当然
のことながら、それらが支持される両固定支点も
同一軸心となるように保持されるべきであり、そ
のためには各固定支点を有する両支持部材が連結
部材により一体的に連結されて、高い剛性を有し
ている必要がある。つまり、これによつて両支持
部材の間に作用する二つの腕駆動用モータの駆動
力の反力が相違したり、逆方向に作用したときに
生じる肩部のねじれを極力小さく抑えることがで
きる。従つて、二つの腕機構駆動用モータを肩部
に配置したロボツトにおいて、しかも、高い剛性
を有する腕機構の支持機構を得ることができ、ロ
ボツトの手首先端での高精度な位置決めを可能と
するものである。このことは比較的小さな力で駆
動される手首用モータを肩部に配置したタイプの
ロボツトからは想到され得ない作用効果である。
17は第1の腕部材13と同一長さを有する第2
のリンクにして、一端を第1のリンク15の揺動
端に第2の水平軸16により回転自在に結合する
ものである。19は第2の腕部材にして、第2の
リンク17の他端と第3の水平軸18により回転
自在に結合され第1の腕部材13の揺動端に第1
の水平軸20により回転自在に結合され、第3の
水平軸18から第1の水平軸20までの長さは第
1のリンク15の長さと等しい長さに形成されて
いる。従つて第1の腕機材13、第1のリンク1
5、第2のリンク17、第2の腕部材19によつ
て平行四辺形リンク機構が形成されている。21
は物体を保持するチヤツク等から成る手機構を先
端に取付けたロツドにして、後端に相対向して傘
歯車22及び23を回転自在に支持している。2
4は第2の腕部材19の下方右先端に回転自在に
支持された水平軸にして、一端に上記傘歯車22
及び23に噛合う傘歯車25を固着している。2
6は第2の腕部材19の下方左先端に回転自在に
支持された水平軸にして、一端に上記傘歯車22
及び23に噛合う傘歯車27を固着している。従
つて傘歯車22,23,25,27によつて差動
歯車機構28を形成している。29はレバーにし
て、一端を上記水平軸24に固着し、他端をピン
30を介してリンク31の一端と回転自在に結合
されている。32は第1の水平軸20に回転自在
に支持され、3角形状を有するジヨイントプレー
トにして、一端をピン33によりリンク31の他
端と回転自在に結合され、他端をピン34により
リンク35の一端と回転自在に結合されている。
36は第1の水平駆動軸12に回転自在に支持さ
れ、3角形状を有するジヨイントプレートにし
て、一端をピン37を介してリンク35の他端と
回転自在に結合され他端をピン38を介してリン
ク39の一端と回転自在に結合されている。42
はモータである第3の回転形アクチユエータの出
力軸に連結され支持部材10の下方右端に回転自
在に支持された第3の水平駆動軸にして、クラン
ク41の一端を固着している。このクランク41
の他端はリンク39の他端とピン40により回転
自在に結合されている。即ち重要な点はリンク3
5の長さを第1の水平駆動軸12と第1の水平軸
20との距離に等しくすると共にジヨイントプレ
ート36とジヨイントプレート32の揺動半径を
等しくして、リンク35、ジヨイントプレート3
2及び36で平行リンク機構を形成することであ
る。また同様にリンク31の長さを水平軸24と
第1の水平軸20との距離に等しくすると共に、
ジヨイントプレート32とレバー29との揺動半
径を等しくして、リンク31、ジヨイントプレー
ト32、レバー29で平行リンク機構を形成する
ことである。43はレバーにして、一端を前記水
平軸26に固着し、他端をピン44を介してリン
ク45の一端と回転自在に結合されている。46
は第1の水平軸20に回転自在に支持され、3角
形状を有するジヨイントプレートにして、一端を
ピン47によりリンク45の他端と回転自在に結
合され、他端をピン48によりリンク49の一端
と回転自在に結合されている。50は前記第2の
水平駆動軸14に回転自在に支持され、3角形状
を有するジヨイントプレートにして、一端をピン
51を介してリンク49の他端と回転自在に結合
され、他端をピン52を介してリンク53の一端
と回転自在に結合されている。56はモータであ
る第4のアクチユエータの出力軸に連結され、支
持部材10の下方左端に回転自在に支持された第
4の水平駆動軸にして、クランク55の一端を固
着している。このクランク55の他端はリンク5
3の他端とピン54により回転自在に結合されて
いる。これらレバー43、リンク45、ジヨイン
トプレート46との間、並びにジヨイントプレー
ト46及び50リンク49との間は平行リンク機
構で形成されている。
The axis of the first horizontal drive shaft connected to the output shaft of the first rotary actuator for driving the arm mechanism is the same as the axis of the first horizontal drive shaft connected to the output shaft of the second rotary actuator for driving the arm mechanism. The horizontal drive shafts 12 of
and 14 are also supported on the same axis. In this way, the two arm drive motors, which require a larger driving force than the wrist vibration motor, are supported on the respective fixed fulcrums of the first and second support members on the shoulder. In order to support the two horizontal drive shafts so that their axes are always on the same axis due to the configuration, it goes without saying that both fixed fulcrums on which they are supported must also be held on the same axis. Therefore, both supporting members having respective fixed fulcrums need to be integrally connected by a connecting member and have high rigidity. In other words, this makes it possible to minimize the twisting of the shoulder that occurs when the reaction forces of the driving forces of the two arm drive motors that act between the two support members are different or act in opposite directions. . Therefore, in a robot in which two arm mechanism drive motors are placed in the shoulders, it is possible to obtain a support mechanism for the arm mechanisms that has high rigidity, and enables highly accurate positioning of the robot's wrist tip. It is something. This is an effect that cannot be expected from a type of robot in which a wrist motor, which is driven by a relatively small force, is placed in the shoulder.
17 is a second arm member having the same length as the first arm member 13;
, and one end thereof is rotatably connected to the swinging end of the first link 15 by a second horizontal shaft 16. Reference numeral 19 denotes a second arm member, which is rotatably coupled to the other end of the second link 17 and the third horizontal shaft 18, and is attached to the swinging end of the first arm member 13.
The length from the third horizontal axis 18 to the first horizontal axis 20 is equal to the length of the first link 15. Therefore, the first arm equipment 13, the first link 1
5, the second link 17 and the second arm member 19 form a parallelogram link mechanism. 21
The rod has a hand mechanism, such as a chuck for holding an object, attached to its tip, and supports bevel gears 22 and 23 rotatably opposite to its rear end. 2
Reference numeral 4 denotes a horizontal shaft rotatably supported at the lower right end of the second arm member 19, with one end attached to the bevel gear 22.
A bevel gear 25 that meshes with and 23 is fixed. 2
Reference numeral 6 denotes a horizontal shaft rotatably supported at the lower left end of the second arm member 19, with one end attached to the bevel gear 22.
A bevel gear 27 meshing with and 23 is fixed. Therefore, the bevel gears 22, 23, 25, and 27 form a differential gear mechanism 28. A lever 29 has one end fixed to the horizontal shaft 24 and the other end rotatably connected to one end of a link 31 via a pin 30. 32 is rotatably supported by the first horizontal shaft 20, is a triangular joint plate, one end is rotatably connected to the other end of the link 31 by a pin 33, and the other end is connected to the link by a pin 34. It is rotatably connected to one end of 35.
36 is rotatably supported by the first horizontal drive shaft 12, and is a triangular joint plate. One end is rotatably connected to the other end of the link 35 via a pin 37, and the other end is connected to the pin 38. It is rotatably connected to one end of the link 39 via. 42
A third horizontal drive shaft is connected to the output shaft of a third rotary actuator, which is a motor, and rotatably supported at the lower right end of the support member 10, and one end of the crank 41 is fixed to the third horizontal drive shaft. This crank 41
The other end is rotatably connected to the other end of the link 39 by a pin 40. In other words, the important point is link 3
The length of the link 35 and the joint plate 5 are made equal to the distance between the first horizontal drive shaft 12 and the first horizontal shaft 20, and the swing radii of the joint plate 36 and the joint plate 32 are made equal. 3
2 and 36 to form a parallel linkage. Similarly, the length of the link 31 is made equal to the distance between the horizontal axis 24 and the first horizontal axis 20, and
The swing radius of the joint plate 32 and the lever 29 are made equal, and the link 31, the joint plate 32, and the lever 29 form a parallel link mechanism. A lever 43 has one end fixed to the horizontal shaft 26 and the other end rotatably connected to one end of a link 45 via a pin 44. 46
is rotatably supported by the first horizontal shaft 20, is a joint plate having a triangular shape, one end is rotatably connected to the other end of the link 45 by a pin 47, and the other end is connected to the link 49 by a pin 48. It is rotatably connected to one end of the . Reference numeral 50 is rotatably supported by the second horizontal drive shaft 14, is a triangular joint plate, one end is rotatably connected to the other end of the link 49 via a pin 51, and the other end is a triangular joint plate. It is rotatably coupled to one end of a link 53 via a pin 52. A fourth horizontal drive shaft 56 is connected to the output shaft of a fourth actuator, which is a motor, and rotatably supported at the lower left end of the support member 10, and one end of the crank 55 is fixed thereto. The other end of this crank 55 is link 5
It is rotatably connected to the other end of 3 by a pin 54. A parallel link mechanism is formed between the lever 43, the link 45, and the joint plate 46, and between the joint plate 46 and the 50 link 49.

而して手機構の根元、即ち手首となる水平軸2
4,26が配置されている点tの位置情報(X,
Y)は次に示す(1)式で与えられる。
Therefore, the horizontal axis 2 which becomes the base of the hand mechanism, that is, the wrist
Position information (X,
Y) is given by the following equation (1).

X= lcosα+mcos(π−β) Y= lsinα+msin(π−β)……(1) ただしlは第4図に示す如く第1の腕部材13
の全長、mは第4図に示す如く第1の水平軸20
から水平軸24,26までの長さ、αは第4図に
示す如く第1の腕部材13のX軸となす角、βは
第4図に示す如く第1のリンク15とX軸のなす
角をいう。従つて手首である点t(X,Y)の位
置情報が与えられると(1)式からα,βの各々の角
が求まり、この角αになるように第1の回転形ア
クチユエータ(モータ)を回転駆動させて第1の
水平駆動軸12を回転させて第1の腕部材13を
所定角度回動させ、また上記角βになるように第
2の回転形アクチユエータ(モータ)を回転駆動
させて第2の水平駆動軸14を回転させて第1の
リンク15を所定角度回動させる。このとき第3
の水平駆動軸42及び第4の水平駆動軸56は停
止され、ジヨイント36、及び50は停止してい
るため、ジヨイントプレート32、及び46は該
ジヨイントプレート36、及び50に平行状態が
保持され、更にレバー29、及び43も上記ジヨ
イントプレート32及び46に平行状態に保持さ
れ、手機構を支持したロツド21の姿勢は第4図
に示す如く常に一定に保持される。即ち、第4図
に示す如く、例えば第1の腕部材13が所定量回
動しても、手機構を支持したロツド21は常に平
行状態、即ち一定方向に保持することができ、ま
た手機構を支持したロツド21の姿勢を一定に保
持した状態でロツド21を回転させるには、第3
の水平駆動軸42と第4の水平駆動軸42とを互
に反対方向に同一所定量だけ回転させ、差動歯車
機構28の傘歯車25及び27を互いに反対方向
に等しい角度だけ回転させることによつて得るこ
とができる。更に手機構を支持したロツド21を
軸心まわりに回転させず、姿勢だけを変更したい
場合は、第3の水平駆動軸42及び第4の水平駆
動軸56に互いに同一方向に同じ所定量回転さ
せ、差動歯車機構28の傘歯車25及び27を互
いに同一方向に等しい所定量回転させることによ
つて達成することができる。
X= lcosα+mcos(π-β) Y= lsinα+msin(π-β)...(1) However, l is the first arm member 13 as shown in FIG.
The total length, m, of the first horizontal axis 20 is as shown in FIG.
α is the angle between the first arm member 13 and the X-axis as shown in FIG. 4, and β is the length between the first link 15 and the X-axis as shown in FIG. A corner. Therefore, when the positional information of a point t (X, Y) on the wrist is given, the angles α and β are determined from equation (1), and the first rotary actuator (motor) is adjusted so that this angle α is achieved. The first horizontal drive shaft 12 is rotated to rotate the first arm member 13 by a predetermined angle, and the second rotary actuator (motor) is rotationally driven so that the angle β is obtained. The second horizontal drive shaft 14 is rotated to rotate the first link 15 by a predetermined angle. At this time, the third
The horizontal drive shaft 42 and the fourth horizontal drive shaft 56 are stopped, and the joints 36 and 50 are stopped, so the joint plates 32 and 46 remain parallel to the joint plates 36 and 50. Further, the levers 29 and 43 are also held parallel to the joint plates 32 and 46, and the posture of the rod 21 supporting the hand mechanism is always maintained constant as shown in FIG. That is, as shown in FIG. 4, for example, even if the first arm member 13 rotates by a predetermined amount, the rod 21 supporting the hand mechanism can always be held in a parallel state, that is, in a fixed direction, and the hand mechanism In order to rotate the rod 21 while maintaining the posture of the rod 21 that supports the
The horizontal drive shaft 42 and the fourth horizontal drive shaft 42 are rotated by the same predetermined amount in opposite directions, and the bevel gears 25 and 27 of the differential gear mechanism 28 are rotated by the same angle in opposite directions. You can get it by twisting it. Furthermore, if it is desired to change only the posture of the rod 21 supporting the hand mechanism without rotating it around the axis, the third horizontal drive shaft 42 and the fourth horizontal drive shaft 56 may be rotated by the same predetermined amount in the same direction. This can be achieved by rotating the bevel gears 25 and 27 of the differential gear mechanism 28 by an equal predetermined amount in the same direction.

なお、手機構を支持したロツド21は上記の如
く同一平面内に自由に動きうるが、水平方向の動
きを与えるには、垂直軸9をモータによつて回転
させることによつて達成でき、また水平面のある
軸を中心にして回動させるには、支持部材10を
固着した軸11をモータによつて達成することが
できる。
The rod 21 supporting the hand mechanism can move freely within the same plane as described above, but horizontal movement can be achieved by rotating the vertical shaft 9 with a motor, and Rotation about an axis in a horizontal plane can be achieved by means of a motor on the axis 11 to which the support member 10 is fixed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によればロボツトの
腕機構を平行四辺形リンク機構で構成し、工業用
ロボツトの本体に最も近い肩部に駆動用モータを
集中させて腕駆動を直接的に回り対偶で駆動して
機構の軽量化及び簡素化を図つた。
As explained above, according to the present invention, the arm mechanism of the robot is configured with a parallelogram link mechanism, and the drive motor is concentrated on the shoulder closest to the main body of the industrial robot, and the arm drive is directly rotated. The mechanism was made lighter and simpler.

また、第1の支持部材、第2の支持部材及びこ
れら両支持部材を連結する連結部材からなる肩部
を一体的に構成して肩部の剛性を高くしたことに
より、両方の支持部材に相違した力が作用しても
肩部のねじれが生じにくくなり、平行四辺形リン
ク機構を支持する肩部の各支持部材上の固定支点
の軸心のずれもなく、従つて平行四辺形リンク機
構の運動面は正確に確保され、ロボツトの手首先
端の位置決め精度を向上させることができる。
In addition, by integrally constructing the shoulder portion consisting of the first support member, the second support member, and the connecting member that connects these two support members to increase the rigidity of the shoulder portion, the two support members are different from each other. Even if a certain force is applied, the shoulder part is less likely to be twisted, and there is no misalignment of the axis of the fixed fulcrum on each support member of the shoulder part that supports the parallelogram linkage mechanism. The movement surface is accurately secured, and the positioning accuracy of the robot's wrist tip can be improved.

さらに、肩部の各支持部材のロボツト本体と反
対側の辺は平行四辺形リンク機構の揺動運動に対
して干渉しないように開放型となつているので、
平行四辺形リンク機構の運動可能面、即ちロボツ
トの作業範囲が広く維持することができるという
効果をも有する。
Furthermore, the side of each shoulder support member opposite the robot body is open so as not to interfere with the swinging movement of the parallelogram link mechanism.
It also has the effect that the movable surface of the parallelogram linkage, that is, the working range of the robot can be maintained wide.

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

第1図は従来の産業用ロボツトの腕機構の一例
の概略構成を示した図、第2図は本発明による工
業用ロボツトの腕機構の一実施例を示す部品組合
せ斜視図、第3図は第2図に示す差動歯車機構を
拡大して示した図、第4図は第2図に示した工業
用ロボツトの腕機構の一実施例の動作原理を示し
た図である。 1…工業用ロボツトの本体、10…支持部材
(肩部)、12…第1の水平駆動軸、13…第1の
腕部材、15…第1のリンク、17…第2のリン
ク、19…第2の腕部材、14…第2の水平駆動
軸、21…ロツド、24,26…水平軸、28…
差動歯車機構、29,43…レバー、31,3
5,39,45,49,53…リンク、32,3
6,46,50…ジヨイントプレート、41,5
5…クランク、42…第3の水平駆動軸、56…
第4の水平駆動軸。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an example of a conventional arm mechanism of an industrial robot, FIG. 2 is a perspective view of a part assembly showing an example of an arm mechanism of an industrial robot according to the present invention, and FIG. FIG. 2 is an enlarged view of the differential gear mechanism shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a view showing the operating principle of an embodiment of the arm mechanism of the industrial robot shown in FIG. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Main body of industrial robot, 10... Support member (shoulder part), 12... First horizontal drive shaft, 13... First arm member, 15... First link, 17... Second link, 19... Second arm member, 14... Second horizontal drive shaft, 21... Rod, 24, 26... Horizontal shaft, 28...
Differential gear mechanism, 29, 43...Lever, 31, 3
5, 39, 45, 49, 53...link, 32, 3
6,46,50...joint plate, 41,5
5... Crank, 42... Third horizontal drive shaft, 56...
Fourth horizontal drive axis.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ロボツト本体に載置された回転駆動モータに
よつて回転自在に支持された肩部を備え、 該肩部はそれぞれ平行に相対向して配置された
第1の支持部材及び第2の支持部材と、これら支
持部材のロボツト本体側の一辺を一体的に連結す
る連結部材とからなつており、 ロボツトの腕機構は、前記肩部の前記第1の支
持部材と前記第2の支持部材に回転自在に支持さ
れる平行四辺形リンク機構によつて構成されてお
り、 ロボツトの腕機構を駆動するための第1の回転
形アクチユエータの出力軸に対して一端を連結さ
れた第1の水平駆動軸を前記第1の支持部材の固
定支点に回転自在に支持し、 前記第1の水平駆動軸の軸心と同一軸心となる
ように、ロボツトの腕機構を駆動するための第2
の回転形アクチユエータの出力軸に対して一端を
連結された第2の水平駆動軸を前記第2の支持部
材の固定支点に回転自在に支持し、 前記平行四辺形リンク機構は、第1の腕部材、
第1のリンク部材、第2のリンク部材、第2の腕
部材からなつており、その運動面は前記第1の支
持部材と前記第2の支持部材の各平面と平行とな
るようにされており、 前記第1の腕部材は、その一端を前記第1の水
平駆動軸の他端に固着され、該一端を回転の支点
として、前記第1の回転形アクチユエータの回転
と正比例して揺動する揺動端点を他端とし、 前記第1のリンク部材は、その一端を前記第2
の水平駆動軸の他端に固着され、該一端を回転の
支点として、前記第2の回転形アクチユエータの
回転と正比例して揺動する揺動端点を他端とし、 前記第2のリンク部材は、前記第1のリンク部
材の揺動端点に一端を支持され、該一端の揺動運
動を長手方向の往復動運動に変換して前記第2の
回転形アクチユエータの回転に対して正比例する
揺動運動として他端に伝達する構成とし、 前記第2の腕部材は、その一端を前記第2のリ
ンク部材の揺動する他端に支持され、かつ中間部
を前記第1の腕部材の揺動端点に支持され、それ
によつて一端の揺動運動に正比例した揺動運動と
して他端に伝達する構成とし、 さらに、前記第1の支持部材の固定支点に支持
された第1の水平駆動軸と、前記第2の支持部材
の固定支点に支持された第2の水平駆動軸とはそ
れぞれの駆動の伝達の軸心が同一軸心上において
相対向して配置され、かつそれぞれの水平駆動軸
は独立して駆動力が伝達できるように回転自在に
支持されており、 これによつて、第1の腕部材の揺動運動は第1
の水平駆動軸の回転から直接的に回り対偶で伝達
され、第2の腕部材の揺動運動は第2の水平駆動
軸の回転運動から第1のリンク部材を介して回り
対偶で伝達されるように構成したことを特徴とす
る関節形ロボツト。
[Scope of Claims] 1. A robot body includes a shoulder portion rotatably supported by a rotary drive motor mounted on the robot body, and each shoulder portion is provided with a first support member disposed parallel to each other and facing each other. and a second support member, and a connecting member that integrally connects one side of these support members on the robot body side, and the arm mechanism of the robot includes the first support member of the shoulder portion and the first support member. The parallelogram link mechanism is rotatably supported by the second support member, and one end is connected to the output shaft of the first rotary actuator for driving the arm mechanism of the robot. A first horizontal drive shaft is rotatably supported on a fixed fulcrum of the first support member, and the arm mechanism of the robot is driven so as to be coaxial with the axis of the first horizontal drive shaft. the second of
A second horizontal drive shaft, one end of which is connected to the output shaft of the rotary actuator, is rotatably supported on a fixed fulcrum of the second support member, and the parallelogram link mechanism has a first arm. Element,
It consists of a first link member, a second link member, and a second arm member, and its plane of motion is parallel to each plane of the first support member and the second support member. The first arm member has one end fixed to the other end of the first horizontal drive shaft, and swings in direct proportion to the rotation of the first rotary actuator, using the one end as a rotational fulcrum. The first link member has one end connected to the second end, and the first link member has one end connected to the second end.
The second link member is fixed to the other end of the horizontal drive shaft of the rotary actuator, and has a swing end point that swings in direct proportion to the rotation of the second rotary actuator using the one end as a fulcrum of rotation. , one end supported by a swinging end point of the first link member, converting the swinging motion of the one end into a reciprocating motion in the longitudinal direction, and swinging in direct proportion to the rotation of the second rotary actuator. The second arm member has one end supported by the other swinging end of the second link member, and an intermediate part of the second arm member that is supported by the swinging motion of the first arm member. a first horizontal drive shaft supported at an end point, thereby transmitting a rocking motion directly proportional to the rocking motion of one end to the other end; , the second horizontal drive shafts supported by the fixed fulcrum of the second support member are disposed opposite to each other on the same axis of drive transmission, and the respective horizontal drive shafts are arranged opposite to each other on the same axis. The first arm member is rotatably supported so that the driving force can be transmitted independently.
The rotation of the horizontal drive shaft is directly transmitted in a rotating pair, and the swinging motion of the second arm member is transmitted in a rotating pair from the rotational movement of the second horizontal drive shaft via the first link member. An articulated robot characterized by being configured as follows.
JP1069588A 1988-01-22 1988-01-22 Arm mechanism for joint type robot Granted JPS63267179A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1069588A JPS63267179A (en) 1988-01-22 1988-01-22 Arm mechanism for joint type robot

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1069588A JPS63267179A (en) 1988-01-22 1988-01-22 Arm mechanism for joint type robot

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS63267179A JPS63267179A (en) 1988-11-04
JPH0323314B2 true JPH0323314B2 (en) 1991-03-28

Family

ID=11757418

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1069588A Granted JPS63267179A (en) 1988-01-22 1988-01-22 Arm mechanism for joint type robot

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS63267179A (en)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726023A (en) * 1980-07-24 1982-02-12 Kinugawa Rubber Ind Co Ltd Welt and manufacturing thereof
JPS5850837A (en) * 1981-09-22 1983-03-25 Toshiba Corp Optical transmitter

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5726023A (en) * 1980-07-24 1982-02-12 Kinugawa Rubber Ind Co Ltd Welt and manufacturing thereof
JPS5850837A (en) * 1981-09-22 1983-03-25 Toshiba Corp Optical transmitter

Also Published As

Publication number Publication date
JPS63267179A (en) 1988-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1684950B1 (en) Parallel kinematics mechanism with a concentric spherical joint
US7281447B2 (en) Articulated mechanism comprising a cable reduction gear for use in a robot arm
US5271290A (en) Actuator assembly
KR100888078B1 (en) Joint structure of robot
JPS6312752B2 (en)
KR890005092B1 (en) Multi-jointed robot
JPS587433B2 (en) Manipulators especially for industrial robots
JP2001293676A (en) Parallel link robot
JPH03202288A (en) Industrial robot
JP2002295623A (en) Parallel link robot
US4842474A (en) Vertical multi-articulated robot
JPH06270077A (en) Parallel robot
CN111376233A (en) Parallel connecting rod robot
JPH0323314B2 (en)
KR100225975B1 (en) A jointing structure of an arm for a vertical joint multi-nuckle robot
KR101306766B1 (en) Linear actuator type joint module and robot arm thereof
JPH1029178A (en) Manipulator
JPS5850837B2 (en) Arm mechanism of articulated robot
JPS5850838B2 (en) Articulated robot drive mechanism
JPH035438Y2 (en)
JPS629880A (en) Parallel link type robot arm
JPH08373B2 (en) manipulator
JPH0243671Y2 (en)
JPH0225758B2 (en)
JPH0746475Y2 (en) Rotation / swivel arm drive