JPH0418999B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、溶接あるいは組立などを行なう産
業用ロボツトのアーム装置に関し、そのアーム装
置が異物に衝突してもその衝撃によつてアーム装
置が破損しないようにした産業用ロボツトのアー
ム装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、例えば特開昭58−160094号公報に示され
ているように、ロボツト腕に過大トルクが加わつ
た場合、水平回転方向および垂直回転方向の少な
くとも一方において、ロボツト腕を自由回動可能
状態に変化させ、その自由回動状態となつたこと
によつて過大な外力を回避するようにしたロボツ
ト装置があつた。

しかしながら、このような従来装置において
は、水平回転方向における自由回動状態発生機構
および垂直回転方向における自由回動状態発生機
構をそれぞれ別個の位置に設けなければならず、
装置の構成が複雑化、大型化し、その結果製作コ
ストが増大するという不都合があつた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この発明は上記のような問題点を解消するため
になされたもので、構造が簡単で小型化された衝
撃回避機構を有するロボツトのアーム装置を提供
することを目的とする。

さらに、この発明は衝撃回避機構の衝撃回避時
の回避範囲を大きく取れるようにし、より一層効
果的に衝撃回避及び破損防止が行なえるようにす
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、指令された方向に移動するアーム
と、このアームの一部に連結され指令された作業
を行なう操作機構と、上記アームと上記操作機構
との間に設けられ上記操作機構に異常な外力が加
えられると上記操作機構を上記アームに対し相対
移動させて外力回避動作させるために、上記アー
ムに連結固定されたハウジング、このハウジング
内に形成された球面状保持面に回動可能に収納さ
れた球状可動部材、上記ハウジングに設けられ上
記球状可動部材に形成された凹部に弾圧部材を弾
圧係止させて上記ハウジングと上記球状可動部材
との相対回動を抑止する連結機構を有する回避動
作機構とを有する産業用ロボツトのアーム装置に
おいて、上記ハウジングは、上記アームから離れ
た部分に複数の先細状の突出部を有し、上記突出
部間に開放部が形成され、上記回避動作機構と上
記操作機構とは、上記突出部間の開放部幅より充
分細い連結軸により連結されている、ことを特徴
とする産業用ロボツトのアーム装置を提供する。

〔作用〕

この発明においては、球状可動部材の収納保持
を行なう部分が先細状突出部にて構成されている
ため、これら突出部の間に形成される開放部も回
避動作のために利用することができ、それによつ
て回避動作範囲を大幅に拡大させて、通常位置か
ら角度90゜以上にわたり、しかも突出部の先細部
分で操作機構の連結軸との干渉を可及的に少なく
して、回避動作することができる。

〔発明の実施例〕

第１図〜第６図はいずれもこの発明の実施例に
係るものであり、第１図において、ロボツトの基
体１にはその上部に支柱２が設けられており、こ
の支柱２には回転駆動軸３が回転自在に設けられ
ている。第１のアーム４はその駆動軸３の上端に
連結され、駆動軸３の回転運動（図示されていな
いが内蔵された電動機によつて運動が付与され
る）に従つて水平面内において回動する。

第１のアーム４の先端には回転駆動軸５が設け
られ、この駆動軸５の下端には第２のアーム６が
連結され、第１のアーム４と同様に、駆動軸５の
回転運動に従つて水平面内において回動する。

第２のアーム６の先端には回転駆動軸７が設け
られ、その下端には、後述する衝撃回避機構８が
連結されており、駆動軸７の回転運動に従つて機
構８全体が連動回転するようになつている。

衝撃回避機構８の下部には物品９を把持する一
対の爪１０，１０を有する操作機構１１が連結さ
れ、通常時は、衝撃回避機構８を介して駆動軸７
の回転運動に従つて水平面内において回動するよ
うになつている。

第２図、第３図は上述した衝撃回避機構８の詳
細を示しており、駆動軸７にはハウジング８１が
連結され、駆動軸７の回転に従つてハウジング８
１は連動回転する。ハウジング８１の下部には等
間隔に３つの内側にカーブした突出部８２，８
２，８２が設けられており、ハウジング８１の内
面および突出部８２，８２，８２の内面によりそ
の内方に球状の空間が形成されている。この球状
空間には、第３図に示すように、球体８３が収容
され、回動可能に保持されている。球体８３に
は、突出部８２，８２，８２のそれぞれに設けら
れた連結機構８４に対応して、凹部８５，８５，
８５が形成されている。

連結機構８４は、突出部８２，８２，８２を水
平方向に貫通する穴内に配置された、調整ねじ８
４ａ，８４ａ，８４ａ、コイルスプリング８４
ｂ，８４ｂ，８４ｂ、座金８４ｃ，８４ｃ，８４
ｃ、ボール８４ｄ，８４ｄ，８４ｄにより構成さ
れている。この連結機構８４により連結力が付与
されて、ハウジング８１の回転運動が球体８３に
伝達される。連結力は調整ねじ８４ａにより調整
される。

上述した突出部８２，８２，８２のそれぞれの
間には開放部が形成されており、この開放部の上
端（ハウジング８１の下縁面）は上記球体８３の
回動中心よりも上方に位置している。

操作機構１１は、操作軸１１ａにより球体８３
に連結固定されており、球体８３の回動に従つ
て、レバー１１ｂが水平面内において回動する。
軸１１ａの太さは上記突出部８２，８２，８２の
間の開放部幅より充分細くなつており、開放部の
中で充分な量移動できるようになつている。

なお、図示されていないが、操作機構１１のハ
ウジング１１ｃ内に設けられた機構により爪１
０，１０を開閉し、物体９の把持、離脱動作を行
なうようになつている。

動作の説明を以下行なうと、操作機構１１が、
駆動軸７の回転に従つて及び（又は）第２のアー
ム６の回動に従つて水平運動している途中におい
て、何らかの物体に衝突したとすると、操作機構
１１はその位置で移動が停止する。しかし、駆動
軸７及び（又は）第２アーム６は移動を継続しよ
うとするため、押圧機構８４のボール８４ｄがコ
イルばね８４ｂの力に抗して球体８３の凹部８５
から脱し、その後操作機構１１はハウジング８１
の回動に関係なく自由に相対運動できるようにな
り、第４図に示すように、垂直方向に回避動作し
たり、第５図に示す状態から第６図に示す状態へ
と水平方向に回避動作したりして、衝突による衝
撃発生、およびそれによる損傷を防止する。

回避動作は、上記のような垂直方向、水平方向
ばかりでなく、これら両方への動きを合成した斜
め方向においても行なわれ、あらゆる方向へ回避
動作することが可能である。

この発明においては、球体８３の保持部が突出
部８２，８２，８２にて構成されているため、こ
れら突出部８２，８２，８２の間に形成される開
放部も回避動作のために利用され、操作機構１１
の回避動作範囲を、第４図に示すように、拡大す
ることができ、通常位置から角度90゜以上にわた
つて回避動作することができる。

しかも、ハウジング８１の下縁部および突出部
８２，８２，８２の外面は、外方に向かつて次第
に広がる開放部を形成するよう、それぞれ傾斜面
にて構成されており、この傾斜面によつても操作
機構１１すなわち操作軸１１ａの回動可能範囲を
拡大している。

さらに、回避動作機構８は、突出部８２，８
２，８２を有するハウジング８１と、その内部に
収納された球体８３とにより構成されており、球
体８３というひとつの相対変位可能部材によつて
あらゆる方向に回避動作できるものである。従つ
て、回避動作機構が簡略化され、小型化され、安
価に製作できるものとなる。

なお、上記実施例においては、ロボツトのアー
ムが水平面内において回動するものを示したが、
アームが垂直方向に動いたり、水平・垂直双方の
方向に動いたりするものであつてもこの発明を適
用することができる。

また、突出部８２の数は３個ばかりでなく、２
個あるいは４個であつてもよく、その数は用途に
あわせて適宜選定すれば良い。

さらに、押圧機構８４は、球体８３に、水平方
向から押圧力を加えるものとしたが、水平方向に
限られることはなく、斜め上下方向から押圧する
ようにしても何ら差支えない。

〔発明の効果〕

以上述べたように、この発明においては、球状
可動部材の収納保持を行なう部分が先細状突出部
にて構成されているため、これら突出部の間に形
成される開放部も回避動作のために利用すること
ができ、それによつて回避動作範囲を大幅に拡大
させて、通常位置から角度90゜以上にわたり、し
かも突出部の先細部分で操作機構の連結軸との干
渉を可及的に少なくして、回避動作することがで
きる。

また、上記球状可動部材の凹部に押圧部材を弾
圧係止させてハウジングと球状可動部材との相対
回動を抑止させる連結機構は、上記各突部と球状
可動部材との間に形成されるから、該可動部材に
連なる操作機構の揺動および回動を異常外力が加
わるまで確実に阻止して安定して保持させること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用し得る産業用ロボツト
の全体構成を示す正面図。第２図は第１図におけ
るロボツトのアーム先端に設けられた回避動作機
構と操作部を示す正面図。第３図は第２図におけ
る回避動作機構の内部構成を示す一部破断正面
図。第４図は回避動作機構による操作部の垂直面
内における回避動作を示す正面図。第５図はアー
ム先端の回避動作機構および操作部を下方から見
た状態を示す下面図。第６図は操作部が水平面内
において回避動作した状態を示す下面図。 図中、同一符号で示した部分は同一、又は相当
部分を示している。４，６…アーム、８…回避動
作機構、８１…ハウジング、８２…突出部、８３
…球体（可動部材）、８４…連結機構、１１…操
作機構、１１ａ…連結軸。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 指令された方向に移動するアームと、このア
   ームの一部に連結され指令された作業を行なう操
   作機構と、上記アームと上記操作機構との間に設
   けられ上記操作機構に異常な外力が加えられると
   上記操作機構を上記アームに対し相対移動させて
   外力回避動作させるために、上記アームに連結固
   定されたハウジング、このハウジング内に形成さ
   れた球面状保持面に回動可能に収納された球状可
   動部材、上記ハウジングに設けられ上記球状可動
   部材に形成された凹部に弾圧部材を弾圧係止させ
   て上記ハウジングと上記球状可動部材との相対回
   動を抑止する連結機構を有する回避動作機構とを
   有する産業用ロボツトのアーム装置において、 上記ハウジングは、上記アームから離れた部分
   に複数の先細状の突出部を有し、上記突出部間に
   開放部が形成され、 上記回避動作機構と上記操作機構とは、上記突
   出部間の開放部幅より充分細い連結軸により連結
   されている、 ことを特徴とする産業用ロボツトのアーム装置。