JPH0416319B2

JPH0416319B2 -

Info

Publication number: JPH0416319B2
Application number: JP61202985A
Authority: JP
Inventors: Kazumitsu Takai
Original assignee: Pentel Co Ltd
Current assignee: Pentel Co Ltd
Priority date: 1986-08-29
Filing date: 1986-08-29
Publication date: 1992-03-23
Also published as: JPS6294286A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明はダイレクトドライブモーターを用いた
関節型ロボツトに関するものである。

（従来技術）第５図は従来の関節型ロボツトの一例を示す。
これは台座１に固定されたコラム２にボデイー３
が取付けてある。ボデイー３はその両端がフラン
ジ状に成形されており、そのフランジ部３ａ，３
ｂにモーター４，５が対向する位置に設置されて
いる。モーター４，５の出力軸は図示省略の減速
機を介してそれぞれ第１アーム６、第３アーム７
に連結している。第１アーム６の先端で第２アー
ム８が軸支されていて、第２アーム８の中間と前
記第３アーム７とがリンク９により回転自在に連
結され平行四辺形機構を構成している。１０は第
２アーム８先端に取り付けられたハンドである。
モーター５と４を適宜回転制御することによりハ
ンド１０を平面的に位置決めできる構造になつて
いる。この様な構造では対向する２個のモーター
の間で第１アーム６と第３アーム７を軸支してい
るので、軸方向の剛性が高くなることにより高精
度の位置決めができるが、ボデイー３でモーター
を支えているのでアームの回動範囲が制限される
という欠点があつた。

又、同じ平行四辺形リンク機構を応用したもの
に特開昭57−173487号に示すものや実開昭59−
160182号に示すものの様に回転駆動軸を二重軸と
してアームの回動範囲を360゜以上得ることができ
るものが提案されている。

しかしながら、該公報に示された装置は２つの
回動軸において一方の軸を他方の軸内に軸支する
構造であるので構造が複雑になり、また片側の軸
がかなり長くなつて軸の慣性モーメントの増加や
ねじれの発生により精度的に悪影響を及ぼし、そ
のうえアームが片持ちになることにより軸部の曲
げに対する剛性を大きくできないのでロボツトの
荷搬重量を大きくできず、前記した一方の軸が長
いことも相まつてアームの速度も大きくできない
等の懸念があつた。

又、上述せる関節型ロボツトでは、アームに配
置されたエアシリンダ、モーター等のアクチユエ
ータにエアもしくは電力を供給する場合には、ア
ームとの干渉や捩れでケーブルもしくはチユーブ
が断線したり、破損してしまう問題点を充分考慮
し配線を施す必要がある。

（目的）本発明は上記問題点を解決するためになされた
もので、簡単な構造のため組み立てが容易であ
り、かつ軸の慣性モーメントを小さくすることが
できるとともに、軸の曲げに対する剛性を大きく
できるので荷搬重量やアームの速度を大きくで
き、高精度でしかもアームの回動範囲を360゜以上
にすることができるとともに、アームに配置され
たアクチユエータに連結したケーブルもしくはチ
ユーブに断線、破損を生ずることのないダイレク
トドライブモーターを用いた関節型ロボツトを提
供することを目的とする。

（実施例）以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明
する。

第１図乃至第３図は本発明の第１実施例であ
る。固定台座１にエンコーダー２、ブレーキ３を
備えたサーボモーター４を設け、このサーボモー
ター４のシヤフトをカツプリング５を介して、固
定台座１上部に連設された支持筒６に設けられた
軸受７に軸支されたボールねじ８に連結する。９
は筒状のベース１０に設けられた直線軸受で、前
記の支持筒６に設けられた直線案内１１と係合し
ている。前記のベース１０はその上端で固定軸１
２の下端に成形されたフランジ１２ａに固定され
ている。またフランジ１２ａに取付けられた支持
台１３の下端には前記のボールねじ８に螺合した
ナツト１４が固定されている。

前記のフランジ１２ａ上端にはダイレクトドラ
イブモーター１５が固定されている。該ダイレク
トドライブモーター１５の中心空洞部１６を固定
軸１２に嵌合しフランジ１２ａに固定している。
ダイレクトドライブモーター１５は同心環状に配
設された１対のステーター１５ａ，１５ｂ間の環
状のローター１５ｃが軸受１５ｄ，１５ｅによつ
て軸支され、ローター１５ｃがステーター１５
ａ，１５ｂの上端より出力軸として突出するよう
に構成されている。この突出部１７が第１アーム
１８の基部１８ａと結合している。

固定軸１２はダイレクトドライブモーター１５
よりさらに突出し、第１アーム１８の基部１８ａ
に形成された孔１８ｂを貫通し、ダイレクトドラ
イブモーター１５上部に間隙が生成されるまで突
出し、その上端にフランジ１９が固定されてい
る。該フランジ１９の下面の間隙にその中心空洞
部２０に固定軸１２を貫通させるようにしてダイ
レクトドライブモーター２１が取り付けられてい
る。ダイレクトドライブモーター２１は同心環状
に配設された１対のステーター２１ａ，２１ｂ間
の環状のローター２１ｃが軸受２１ｄ，２１ｅで
軸支され、ローター２１ｃがダイレクトドライブ
モーター２１の下端より出力軸として突出するよ
うに構成されている。この突出部２２が第３アー
ム２３の基部２３ａと結合している。ダイレクト
ドライブモーター２１は固定軸１２と同軸になつ
ている。第３アーム２３の先端には軸受２４ａ，
２４ｂによつて、固定軸１２と平行な軸２５が軸
支されている。該軸２５には第４アーム２６の基
部が取り付けられている。前記の第１アーム１８
の先端には第３アーム２３と同様に図示省略の軸
受によつて固定軸１２と平行な図示省略の軸が軸
支され、さらに該軸に第２アーム３７の基部が取
り付けられており、この第２アーム３７先端部２
７に固定軸１２と平行な軸２８が固定されてお
り、この軸２８で軸受２９によつて前記の第４ア
ーム２６の先端部３０が回転自在に連結してい
る。

３１は軸２８の下端に取り付けられたハンドで
ある。このハンド３１を開閉、回転もしくは上下
動駆動する電力、信号を伝達するケーブルもしく
はエアを供給するチユーブ３３は軸２８の軸心に
形成された孔を貫通してフランジ１９に取り付け
られたロータリージヨイント、もしくはスリツプ
リング等のケーブルやチユーブの捩れを防止する
機器３２を介してダイレクトドライブモーター２
１とのケーブルと一緒に固定軸１２の軸心に貫通
して形成された孔３４を通つてベース１０内に導
かれている。尚、アームの回動範囲が小さく、ケ
ーブルもしくはチユーブ３３の捩れが許容できる
場合は、固定軸２８の孔３４より直接アームに設
けられたアクチユエータに接続してもよい。

次に作用について説明する。モーター４を回動
させるとアームとともにベース１０全体が上下す
る。モーター４はブレーキ３を備えているので停
電時の落下を防ぐことができる。またダイレクト
ドライブモーター１５，２１を適宜回動させるこ
とにより、アーム先端に設けられたハンド３１を
平面内で位置決めすることができる。また、スリ
ツプリングもしくはロータリージヨイント等のケ
ーブルやチユーブ３３の捩れを防止する機器３２
を用いれば、アームを360゜以上回動する場合にチ
ユーブもしくはケーブル３３の捩れを防ぐことが
できる点で有効である。また、同様にこれらのケ
ーブルもしくはチユーブ３３はダイレクトドライ
ブモーター２１よりの配線と一緒に固定軸１２に
貫通した孔３４を通つてベース１０内へ導かれる
ので、アームが回転してもこれらがアームと干渉
することはなく、又捩れて断線したり、破損する
ことがない。

第４図は本発明の第２実施例で、第１アーム１
８と第３アーム２３のそれぞれの基部に軸受３
５，３６を取り付け、固定軸１２によつてそれぞ
れのアームを軸支するものである。

（効果）本発明はベース上端に２個のダイレクトドライ
ブモーターを上下同軸に配設し、第１アーム及び
第３アームの基部を夫々固定し、同軸中心空洞部
内に固定軸を嵌挿し、上端フランジを上部ダイレ
クトドライブモーターの上面に固定し、下端フラ
ンジを下部ダイレクトドライブモーターの下面に
固定するとともに、前記第１アーム、第３アーム
の先端に各々第２アーム、第４アームを枢着し、
また、第２アームと第４アームとの先端を枢着
し、その枢着部にハンドを取付け、そのハンドを
開閉、回転又は上下動する電力、信号を伝達する
ケーブルもしくはエアを供給するチユーブをダイ
レクトドライブモーターのケーブルと一緒に固定
軸の軸心に貫通して形成された孔を通してベース
に導く如くしたダイレクトドライブモーターを用
いているので、アームの回動範囲が360゜以上とな
つて作業域が拡大し、かつ簡単で組み立てやす
く、しかも軸の曲げに対する剛性を大きくできる
ので荷搬重量を大きくでき、駆動軸の慣性モーメ
ントを小さくできるので速度が大きく、かつ軸の
捩り剛性が大きいので高精度を得ることができ
る。又、アームが回転してもケーブルもしくはチ
ユーブがアームと干渉することはなく、又捩れて
も断線したり、破損することがない。

なお、第４図に示した第２実施例は軸受をアー
ムにも設けてあるので駆動軸まわりの剛性をさら
に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例正断面図、第２図
は第１図の平面図、第３図は第１図の斜視図、第
４図は本発明の第２実施例要部正断面図、第５図
は従来装置の正面図である。１２……固定軸、１５，２１……ダイレクトド
ライブモーター、１５ａ，１５ｂ，２１ａ，２１
ｂ……ステーター、１５ｃ，２１ｃ……ロータ
ー、１８……第１アーム、２３……第３アーム、
３１……ハンド（アクチユエータ）、３４……孔。

Claims

【特許請求の範囲】

１ベース上端に２個のダイレクトドライブモー
ターを上下同軸に配設し、第１アーム及び第３ア
ームの基部を夫々固定し、同軸中心空洞部内に固
定軸を嵌挿し、上端フランジを上部ダイレクトド
ライブモーターの上面に固定し、下端フランジを
下部ダイレクトドライブモーターの下面に固定す
るとともに、前記第１アーム、第３アームの先端
に各々第２アーム、第４アームを枢着し、また、
第２アームと第４アームとの先端を枢着し、その
枢着部にハンドを取付け、そのハンドを開閉、回
転又は上下動する電力、信号を伝達するケーブル
もしくはエアを供給するチユーブをダイレクトド
ライブモーターのケーブルと一緒に固定軸の軸心
に貫通して形成された孔を通してベースに導く如
くしたダイレクトドライブモーターを用いた関節
型ロボツト。