JPH0325315B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明はロボツトの操作装置に関する。

＜従来技術＞ 従来、ロボツトの操作装置として第１図に示す
ように操作ヘツド１に対して複数の回転軸線ｌ
１，ｌ２を中心とする回転運転を付与すること
で、操作ヘツド１を半球面という作動領域に亘つ
て動作させるものがある。かかる装置において操
作ヘツド１の軸線を中心軸線ｌと平行に向けた状
態で操作ヘツド１を移動させる場合、その移動プ
ログラムの作成を容易にするには第１、第２、第
３の回転軸３，４，５ならびに操作ヘツドの各中
心軸線を同軸線上にする必要がある。

しかしながら上述したように各軸を同一軸線に
一致させた従来のものにおける作動領域は180度
であり、それより広いものでも240度が限界であ
り、特にこのものにおいて、それ以上の広い範囲
で操作ヘツド１を作動させるべく、回転軸線ｌ２
の角度を大きくとると操作ヘツド１がリヤケーシ
ング６に干渉する等構造上制限を受け、より広い
作動領域で動作させることができなかつた。

＜発明の目的＞ 本発明は従来のこのような不具合を解消するた
めになされたものであり、その目的とするところ
は、操作ヘツドをより広い作動領域内において操
作できるようにすることである。

＜発明の構成＞ 本発明はかかる目的を達成するためになされた
もので、ロボツトのアーム内に回転可能に挿通さ
れかつギア列を介して第１の駆動手段によつて回
転駆動される筒状の第１の回転軸と、前記第１の
回転軸内に挿通され第２の駆動手段によつて回転
駆動される第２の回転軸と、前記第１の回転軸内
に挿通されかつ第３の駆動手段によつて回転駆動
される第３の回転軸と、前記第１の回転軸の先端
にこの回転軸線に対して傾斜する傾斜軸線を中心
として前記第１の回転軸に回転可能に支持されフ
ロントケーシングと、前記フロントケーシングに
回転可能に軸承された装着体とからなるロボツト
の操作装置において、前記第１の回転軸は回転軸
部とこの回転軸部の回転中心線より半径方向に偏
寄した位置に設けられた筒状のリアケーシングと
からなり、前記第２、第３の回転軸は前記リアケ
ーシング内で前記リアケーシングが偏寄した方向
と同方向に前記回転軸部の回転中心軸線より偏寄
した位置に設けられ、前記装着体の回転中心軸線
が前記回転軸部の回転軸線と一致するように前記
装着体を前記フロントケーシングに取り付けたこ
とを特徴としたものである。

＜実施例＞ 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第２図において、１０はロボツトのアーム
で、このアーム１０にはベアリングにより中空形
状の第１の回転軸１１が中心軸線ｌ１を中心とし
て回転可能に軸承されている。この第１の回転軸
１１には、その先端部にリアケーシング１５が固
定されており、このリアケーシング１５はその先
端部の中心軸が第１の回転軸１１より偏寄した形
状となつており、この偏寄した量だけアーム１０
とリアケーシング１５の先端部に後述する挿着体
１８との干渉を防止する空間を形成している。こ
のリヤケーシング１５に前記中心軸線ｌ１に対し
て傾きをもつて傾斜軸１６が取付けられている。
この傾斜軸１６にフロントケーシング１７がその
傾斜軸線ｌ２を中心として回転可能に軸承され、
このフロントケーシング１７にには装着体１８が
取り付けられている。この装着体１８はアーム１
０の先端方向に向いた時に回転中心軸が中心軸線
ｌ１と一致するように軸承されており、中心部に
装着穴１９を有し、この装着穴１９に操作ハンド
（図示省略）を装着するようになつている。

また前記リヤケーシング１５には中空形状の第
２の回転軸１２が前記中心軸線ｌ１に対して半径
方向にε１だけ偏向した中心軸線ｍ１を中心とし
て回転可能にかつその偏心量ε１を調整可能に挿
通されている。この第２の回転軸１２は前記リヤ
ケーシング１５内に突入し、その先端部はギア列
を介してフロントケーシング１７に連結されてい
る。すなわち第２の回転軸１２にはその先端にベ
ベルギア２６が固着され、このベベルギア２６は
フロントケーシング１７の下面に固着されたベベ
ルギア２７に噛合されている。従つてこの第２の
回転軸１２の回転はベベルギア２６、ベベルギア
２７を介してフロントケーシング１７に伝達さ
れ、フロントケーシング１７を前記傾斜軸線ｌ２
を中心として回転させるようになつている。

さらに第２の回転軸１２には第３の回転軸１３
が前記中心軸線ｌ１に対して半径方向にε２だけ
偏向した中心軸線ｎ１を中心として回転可能にか
つその偏心量ε２を調整可能に挿通されている。
この第３の回転軸１３はその先端に固着されたベ
ベルギア３０、前記傾斜軸１６に軸承されたベベ
ルギア３１，３２ならびにベベルギア３３を介し
て前記装着体１８に連結され、前記第３の回転軸
１３の回転をこれらギア３０，３１，３２，３３
を介して装着体１８に伝達し、この装着体１８を
中心軸線ｌ１を中心として回転させるようになつ
ている。

一方アーム１０の後端には第３図に示すように
ハウジング４９が固定され、このハウジング４９
内には第１、第２、第３の駆動モータ５０，５
１，５２ならびに変速用ギア列５３が内蔵されて
いる。この変速ギア列５３は多数のギアの組合わ
せからなり、前記第１、第２、第３の駆動モータ
５０，５１，５２の回転を変速して前記第１の回
転軸１１、第２の回転軸１２、第３の回転軸１３
にそれぞれ伝達するようになつている。

すなわち、前記ハウジング４９には回転スリー
ブ５５が回転自在に軸承され、この回転スリーブ
５５には支持軸５６が回転可能に軸承されてい
る。この支持軸５６はその両端にギア５７，５８
が固着され、その一方のギア５７は前記第１の回
転軸１１上のギア５９と噛合され、また他方のギ
ア５８は第１の駆動モータ５０の出力軸上のギヤ
６０と噛合されている。従つてこの第１の駆動モ
ータ５０の回転はこのギア６０，５８，５７，５
９を介して第１の回転軸１１に伝達され、この第
１の回転軸１１を中心軸線ｌ１を中心として回転
されるようになつている。

また、前記第１の回転軸１１ならびにハウジン
グ４９間には中心軸線ｌ１上において伝導軸６５
が回転可能に軸承されている。この伝導軸６５に
はその両端にギア６６，６７が固着され、この一
方のギア６６は前記第２の回転軸１２上のギア６
８と噛合され、また他方のギア６７は第２の駆動
モータ５１の出力軸上のギア６９と噛合されてい
る。従つてこの第２の駆動モータ５１の回転はこ
のギア６９，６７ならびに遊星ギア機構を構成す
るギア６６，６８を介して第２の回転軸１２に伝
達され、この第２の回転軸１２を中心軸線ｍ１を
中心として回転させるようになつている。

前記伝導軸６５上にはさらに伝導スリーブ７１
が回転可能に軸承されている。この伝導スリーブ
７１はその両端にギア７２，７３が一体形成さ
れ、この一方のギア７２は前記第３の回転軸１３
上のギア７４と噛合され、他方のギア７３は前記
第３の駆動モータ５２の出力軸上のギア７５と噛
合されている。従つてこの第３の駆動モータ５２
の回転はこのギア７５，７３ならびに遊星ギア機
構を構成するギア７２，７４を介して第３の回転
軸１３に伝えられ、この第３の回転軸１３を中心
軸線ｎ１を中心として回転させるようになつてい
る。

なお、８０，８１は第１の回転軸１１の側端部
に固定ボルト８２によつて固定された軸受体で、
この軸受体８０，８１は円筒形状をなし、その下
部に第２の回転軸１２、第３の回転軸１３の後端
部が回転可能に軸承されている。

本発明装置は上記のように構成されているの
で、第１の駆動モータ５０を回転することで、こ
の回転はギア６０，５８，５７，５９により減速
して第１の回転軸１１に伝えられ、その結果第１
の回転軸１１は中心軸線ｌ１を中心として回転さ
れ、また第２の駆動モータ５１を回転すること
で、この回転はギア６９，６７，６６，６８に伝
達され、そして第２の回転軸１２を中心軸線ｍ１
を中心として回転させ、さらにギア２６，２７を
介してフロントケーシング１７に伝えられ、その
結果フロントケーシング１７は中心軸線ｌ２を中
心として回転される。そしてこの２つの回転運動
を組合わせることで装着体１８に装着される操作
ヘツドの作動領域をほぼ球面とすることができ、
さらに第３の駆動モータ５２を回転することで、
この回転はギア７５，７３，７２，７４に伝達さ
れ、そして第３の回転軸１３を中心軸線ｎ１を中
心として回転させ、さらにギア３０，３１，３
２，３３を介して減速して装着体１８に伝えら
れ、前記装置体１８ならびに操作ヘツドは前記球
面の法線を中心として回転される。

ところでかかる操作装置では、リアケーシング
１５の先端部の中心軸が第１の回転軸１１より偏
寄した形状となつており、中心軸ｌ１に対してε
１あるいはε２だけ偏心した中心軸線ｍ１、中心
軸線ｎ１上において第２の回転軸１２、第３の回
転軸１３を回転可能に軸承しており、かつ装着体
１８の回転中心軸が中心軸線ｌ１をと一致するよ
うに軸承されているため、第４図に示すように傾
斜軸１６の中心軸線ｌ１に対する傾きを大きくと
ることができるとともに、装着体１８が旋回した
時に操作ヘツドがリヤケーシング１５と干渉する
ことを防止することができる。従つて、装着体１
８ならびにこれに装着される操作ヘツドをリヤケ
ーシング１５側の一部を除くほぼ全球面に亘る広
い作動領域Ｗで作動させることができる。本実施
例においては、傾斜軸１６の中心軸線ｌ１にたい
する傾き角を75゜に設定しているため作動領域Ｗ
はリヤケーシング１５側を除く300゜四方という広
い領域となる。

なお、前記実施例では、第１の回転軸１１に対
してそれぞれ偏心量をかえかつ第２の回転軸１２
内にさらに第３の回転軸１３を挿通する多重スリ
ーブ構成を採用しているが、これに限定されるも
のではなく、第５図の第２実施例に示すように第
１の回転軸１１の中心軸線ｌ１に対しε１だけ偏
心した中心軸線ｍ１上において第２、第３の回転
軸１２，１３を同軸配置してもよい。

また、第６図の第３実施例に示すように第２、
第３の回転軸１２，１３を多重スリーブ構成とす
ることなく、中心軸線ｌ１に対してε１だけ偏心
した中心軸線ｍ１、さらにε２だけ偏心した中心
軸線ｍ１上において上下に並列配置したり、また
第７図の第４実施例に示すように第２、第３の回
転軸１２，１３の中心軸線ｍ１，ｎ１を第１の回
転軸１１の中心軸線ｌ１に対して傾斜させかつ左
右に並列配置する構成としてもよい。

前者の場合、伝導軸２２３，２２４と第２、第
３の回転軸１２，１３との間は等速ジヨイント２
２１，２２２によつて連結され、また後者の場
合、伝導軸１２３と第２の回転軸１２との間は第
８図に示すようにねじれギヤ１４０，１４１によ
つて連結され、同時に伝導軸１２４と第３の回転
軸１３との間もねじれギヤ１４２，１４３によつ
て連結されている。

＜発明の効果＞ 以上述べたように本発明においては、第１の回
転軸は回転軸部とこの回転軸部の回転中心線より
半径方向に偏寄した位置に設けられた筒状のリア
ケーシングとからなり、第２、第３の回転軸はリ
アケーシング内でリアケーシングが偏寄した方向
と同方向に回転軸部の回転中心軸線より偏寄した
位置に設けられ、装着体の回転中心軸線が回転軸
部の回転軸線と一致するように装着体をフロント
ケーシングに取り付けたために、操作ヘツドがリ
ヤケーシング等と干渉せず、操作ヘツドより広い
作動領域内において操作できる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来装置を示す機構図、第２図は本発
明のロボツトのアームの先端部の実施例を示す縦
断面図、第３図は本発明のロボツトのアームの後
端部の実施例を示す縦断面図、第４図は本発明に
おける操作ヘツドの作動領域を示す説明図、第５
図は本発明の第２実施例を示す縦断面図、第６図
は本発明の第３実施例を示す縦断面図、第７図は
本発明の第４実施例を示す縦断面図、第８図は第
７図の矢視断面図である。 １０……アーム、１１……第１の回転軸、１５
……リヤケーシング、１７……フロントケーシン
グ、１８……装着体、ｌ１……中心軸線、ｌ２…
…傾斜軸線。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロボツトのアーム内に回転可能に挿通されか
   つギヤ列を介して第１の駆動手段によつて回転駆
   動される筒状の第１の回転軸と、前記第１の回転
   軸内に挿通され第２の駆動手段によつて回転駆動
   される第２の回転軸と、前記第１の回転軸内に挿
   通されかつ第３の駆動手段によつて回転駆動され
   る第３の回転軸と、前記第１の回転軸の先端にこ
   の回転軸線に対して傾斜する傾斜軸線を中心とし
   て前記第１の回転軸に回転可能に支持されフロン
   トケーシングと、前記フロントケーシングに回転
   可能に軸承された装着体とからなるロボツトの操
   作装置において、前記第１の回転軸は回転軸部と
   この回転軸部の回転中心線より半径方向に偏寄し
   た位置に設けられた筒状のリアケーシングとから
   なり、前記第２、第３の回転軸は前記リアケーシ
   ング内で前記リアケーシングが偏寄した方向と同
   方向に前記回転軸部の回転中心軸線より偏寄した
   位置に設けられ、前記装着体の回転中心軸線が前
   記回転軸部の回転軸線と一致するように前記装着
   体を前記フロントケーシングに取り付けたことを
   特徴としたロボツトの操作装置。