JPH0440159B2 - - Google Patents

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JPH0440159B2
JPH0440159B2 JP60030709A JP3070985A JPH0440159B2 JP H0440159 B2 JPH0440159 B2 JP H0440159B2 JP 60030709 A JP60030709 A JP 60030709A JP 3070985 A JP3070985 A JP 3070985A JP H0440159 B2 JPH0440159 B2 JP H0440159B2
Authority
JP
Japan
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arm
rotation
shaft
swing
rotational
Prior art date
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Expired - Lifetime
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JP60030709A
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English (en)
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JPS61192486A (ja
Inventor
Goro Tsuda
Nobuaki Imamura
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.)
Kobe Steel Ltd
Original Assignee
Kobe Steel Ltd
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Publication date
Application filed by Kobe Steel Ltd filed Critical Kobe Steel Ltd
Priority to JP3070985A priority Critical patent/JPS61192486A/ja
Publication of JPS61192486A publication Critical patent/JPS61192486A/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は多関節型アーム装置に関するもの
で、特に多関節型ロボツトのアーム装置として有
用である。
「従来技術とその問題点」 多関節ロボツトにおいて、アームの慣性モーメ
ントは小さいほどよい。応答性が向上し、アクチ
ユエータの出力が小さくてすむからである。
このためにはアクチユエータをなるべくロボツ
トの据付部に近くなるように配置して、負荷とな
る重量を軽減するのが好ましい。
そこで従来、たとえば第4図に示すように、基
台52上に回転関節機構53を介して軸回転アー
ム54を設置すると共にその軸回転アーム54上
の旋回関節機構55を介して旋回アーム56を設
置した多関節アーム構成では、旋回アーム駆動ア
クチユエータ57を軸回転アーム54の根元部5
4aに配置し、平行リンク58を介して旋回アー
ム56を旋回運動させることとしている。旋回ア
ーム駆動アクチユエータ57をできるだけ据付部
59に近く配置しているのである。
ところで旋回アーム駆動アクチユエータ57を
基台52側に配置すればさらに据付部59に近く
なるが、それは不可能である。何故なら回転関節
機構53があるために軸回転アーム54より上の
構成要素が全て基台52に対してねじれるように
回転してしまい、このため平行リンク58が機能
できなくなるからである。
「発明の目的」 この発明の目的とするところは、上記の如き多
関節アーム構成において、旋回アーム駆動アクチ
ユエータを基台側に配置可能とすることにある。
「発明の構成」 而してこの発明は、垂直軸心まわりに回転自在
の脚台と、上記脚台上の第1水平軸心まわりに旋
回自在の基台と、上記基台上に固定され、上記第
1水平軸心に直角の回転軸心まわりに回転自在の
軸回転アームと、上記基台と上記軸回転アームと
の連結部に上記回転軸心を中心として設けられた
回転減速装置と、上記軸回転アーム上に固定さ
れ、上記回転軸心に直角の旋回軸まわりに旋回自
在の旋回アームと、上記旋回アーム先端に設けら
れた手首部とを備えてなる多関節型アーム装置に
おいて、上記基台の上記軸回転アームとの連結部
とは反対側の端部に上記軸回転アーム駆動アクチ
ユエータと、旋回アーム駆動アクチユエータをそ
れぞれ取り付け、上記軸回転アーム駆動アクチユ
エータを上記回転減速装置を介して上記軸回転ア
ームに連絡し、上記回転減速装置に上記回転軸心
を中心とする中空部を形成し、上記中空部を貫通
する回転軸の一端を前記旋回アーム駆動アクチユ
エータに連結すると共に、他端を該回転軸の回転
運動を前記旋回アームの旋回運動に減速して変換
する旋回減速装置に連結したことを特徴とする多
関節型アーム装置を提供する。
上記構成において、回転軸をねじ軸とし、また
旋回減速装置を、ねじ軸に螺合されると共にねじ
軸の回転に応じてねじ軸上を往復移動するよう軸
回転アーム側で回り止めされているナツトと、前
記軸回転アーム側に設けられ前記ナツトの往復移
動を旋回アームの旋回運動に減速して変換する旋
回変換手段とから構成するのが好ましい。この旋
回変換手段としては、旋回アームの旋回軸に固定
されたスプロケツトと、そのスプロケツトに対応
して設けられた補助スプロケツトと、それらスプ
ロケツトの間に張設されかつナツトの往復移動に
より移動して前記スプロケツトを回転させるチエ
ーンとから構成されるものが好ましいが、その他
に例えばピストン−クランク機構,スコツチ−ヨ
ーク機構等を用いることもできる。
さらに上記構成において、旋回減速装置とし
て、回転軸に取りつけられたベベルギアと、旋回
アームの旋回軸に固定され前記回転軸のベベルギ
アと噛合したベベルギアとから構成されるものを
用いてもよい。
要するに、旋回減速装置は、軸回転アームの回
転にかかわらず回転軸の回転運動を旋回軸の旋回
運動に減速して変換伝達できるものであればよ
い。
「作用」 軸回転アームが回転しても、その回転軸心上に
回転軸が配置されているから、回転軸が相対回転
される効果が生じるだけである。この相対回転は
旋回アームの旋回運動につながるが、その量はご
くわずかに出来るし、また軸回転アームの回転に
応じて回転軸を回転させれば全くなくすこともで
きる。従つて何ら問題となることはない。
「実施例」 以下、図に示す実施例に基づいてさらにこの発
明を詳説する。ここに第1図は多関節ロボツトの
一例の斜視図、第2図は第1図に示す多関節ロボ
ツトに含まれるこの発明の一実施例の多関節型ア
ーム装置の断面図であつて、旋回アームの旋回軸
に平行な断面を表す断面図、第3図は第2図に示
す断面と直角な断面を表す断面図である。なお、
この発明がこれにより限定されるものではない。
第1図に示す多関節ロボツト1において、据付
ベース2上に脚台3があり、脚台3は水平回転す
る。これがこの多関節ロボツト1の第1の自由度
S0である。
次に脚台3には基台4が軸支されており、その
基台4は垂直面内において旋回し得る。これが第
2の自由度S1である。
基台4上には軸回転アーム5が設けられ、この
軸回転アーム5は基台4に対して軸回転し得る。
これが第3の自由度S2である。
軸回転アーム5の先端には旋回アーム6が設け
られ、この旋回アーム6は軸回転アーム5を含む
平面内で旋回し得る。これが第4の自由度S3であ
る。
旋回アーム6の先端には手首部7が設けられ、
手首部7には作業工具の姿勢を制御するための3
つの自由度が与えられている。
上記多関節ロボツト1において、基台4,軸回
転アーム5および旋回アーム6が構成する多関節
アーム構成がこの発明の多関節型アーム装置であ
る。
第2図及び第3図は、基台4,軸回転アーム5
および旋回アーム6から構成される多関節型アー
ム装置10を取り出して示したものである。
基台4は脚台3に軸支されるたの取り付け部1
1をその側面に有しており、また下部に軸回転ア
ーム5を軸回転させるための軸回転アーム駆動ア
クチユエータ12および旋回アーム6を旋回させ
るための旋回アーム駆動アクチユエータ13を有
している。
基台4上には角筒状の軸回転アーム5が軸受1
4を介して取り付けられている。
軸回転アーム5から基台4へ貫通して、かつ軸
回転アーム5の回転軸心上に、回転軸の一例であ
るねじ軸15が設けられている。
ねじ軸15にはナツト16が螺合しており、そ
のナツト16はフランジ17とガイドローラ18
とガイドレール19とによつて軸回転アーム5に
回転止めされている。そこで、ねじ軸15が回転
すれば、ナツト16はねじ軸15に沿つて上下に
往復移動することができる。
ガイドローラ18にはチエーン20の一部が固
定されており、そのチエーン20が旋回アーム6
の旋回軸21に取り付けられたスプロケツト22
とそのスプロケツト22に対応して軸回転アーム
5の根元部に設けられた補助スプロケツト23の
間に張設されている。そこで、ガイドローラ18
が移動すればチエーン20も移動し、これと噛合
するスプロケツト22を回転させる。ナツト1
6,フランジ17,ガイドローラ18,ガイドレ
ール19,チエーン20,スプロケツト22およ
び補助スプロケツト23が旋回減速装置の一例で
ある。
軸回転アーム5と軸回転アーム駆動アクチユエ
ータ12とは回転減速装置の一例であり、中空部
を有するハーモニツクドライブ機構24を介して
連結されている。そこで、軸回転アーム駆動アク
チユエータ12を作動させてその回転シヤフト1
aを回転すれば、ハーモニツクドライブ機構2
4を介して軸回転アーム5が軸回転される。この
軸回転が多関節ロボツト1における第3の自由度
S2であることは前述した通りである。
一方、旋回アーム駆動アクチユエータ13を作
動させてその回転シヤフト13aを回転させれば、
ねじ軸15が回転され、これに連れてナツト16
が上下移動し、ガイドローラ18およびチエーン
20を移動させることにより、スプロケツト22
が回転され、スプロケツト22に取り付けられた
旋回アーム6が旋回運動を行うことになる。この
旋回運動が多関節ロボツト1における第4の自由
度S3であることは前述した通りである。
軸回転アーム5を軸回転させれば、これに取り
付けられているナツト16も回転することになる
が、このとき軸回転アーム5の回転角度と等しい
量だけねじ軸15を回転させれば、ナツト16と
ねじ軸15とは相対回転しないことになるから、
旋回アーム6の旋回運動は生じない。
上記のように旋回アーム駆動アクチユエータ1
3は基台4に固定されているから、軸回転アーム
駆動アクチユエータ12の負荷となることはな
く、また軸回転アーム5や旋回アーム6の慣性モ
ーメントが小さくなるのである。
なお、多関節ロボツト1において、両アクチユ
エータ12,13を第2の自由度S1に対するカウ
ンタバランスとして利用できる効果もある。
「発明の効果」 この発明によれば、垂直軸心まわりに回転自在
の脚台と、上記脚台上の第1水平軸心まわりに旋
回自在の基台と、上記基台上に固定され、上記第
1水平軸心に直角の回転軸心まわりに回転自在の
軸回転アームと、上記基台と上記軸回転アームと
の連結部に上記回転軸心を中心として設けられた
回転減速装置と、上記軸回転アーム上に固定さ
れ、上記回転軸心に直角の旋回軸まわりに旋回自
在の旋回アームと、上記旋回アーム先端に設けら
れた手首部とを備えてなる多関節型アーム装置に
おいて、上記基台の上記軸回転アームとの連結部
とは反対側の端部に上記軸回転アーム駆動アクチ
ユエータと、旋回アーム駆動アクチユエータをそ
れぞれ取り付け、上記軸回転アーム駆動アクチユ
エータを上記回転減速装置を介して上記軸回転ア
ームに連絡し、上記回転減速装置に上記回転軸心
を中心とする中空部を形成し、上記中空部を貫通
する回転軸の一端を前記旋回アーム駆動アクチユ
エータに連結すると共に、他端を該回転軸の回転
運動を前記旋回アームの旋回運動に減速して変換
する旋回減速装置に連結したことを特徴とする多
関節型アーム装置が提供されるが、旋回アーム駆
動アクチユエータが回転減速装置よりも据付部に
近い基台側に配置されているから、軸回転アーム
および旋回アームの慣性モーメントを小さくでき
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は多関節ロボツトの一例の斜視図、第2
図は第1図に示す多関節ロボツトに含まれるこの
発明の一実施例の多関節型アーム装置の断面図で
あつて旋回アームの旋回軸に平行な断面を表す断
面図、第3図は第2図に示す断面と直角な断面を
表す断面図、第4図は従来のアーム装置の骨格図
である。 符号の説明、1…多関節ロボツト、4…基台、
5…軸回転アーム、6…旋回アーム、10…多関
節型アーム装置、12…軸回転アーム駆動アクチ
ユエータ、13…旋回アーム駆動アクチユエー
タ、15…ねじ軸、16…ナツト、18…ガイド
ローラ、20…チエーン、22…スプロケツト、
23…補助スプロケツト、24…ハーモニツクド
ライブ機構。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 垂直軸心まわりに回転自在の脚台と、 上記脚台上の第1水平軸心まわりに旋回自在の
    基台と、 上記基台上に固定され、上記第1水平軸心に直
    角の回転軸心まわりに回転自在の軸回転アーム
    と、 上記基台と上記軸回転アームとの連結部に上記
    回転軸心を中心として設けられた回転減速装置
    と、 上記軸回転アーム上に固定され、上記回転軸心
    に直角の旋回軸まわりに旋回自在の旋回アーム
    と、 上記旋回アーム先端に設けられた手首部とを備
    えてなる多関節型アーム装置において、 上記基台の上記軸回転アームとの連結部とは反
    対側の端部に上記軸回転アーム駆動アクチユエー
    タと、旋回アーム駆動アクチユエータをそれぞれ
    取り付け、 上記軸回転アーム駆動アクチユエータを上記回
    転減速装置を介して上記軸回転アームに連絡し、
    上記回転減速装置に上記回転軸心を中心とする中
    空部を形成し、上記中空部を貫通する回転軸の一
    端を前記旋回アーム駆動アクチユエータに連結す
    ると共に、他端を該回転軸の回転運動を前記旋回
    アームの旋回運動に減速して変換する旋回減速装
    置に連結したことを特徴とする多関節型アーム装
    置。 2 回転軸が、ねじ軸である特許請求の範囲第1
    項記載の多関節型アーム装置。 3 旋回減速装置が、ねじ軸に螺合されると共に
    ねじ軸の回転に応じてねじ軸上を往動移動するよ
    う軸回転アーム側で回り止めされているナツト
    と、前記軸回転アーム側に設けられ前記ナツトの
    往復移動を旋回アームの旋回運動に減速して変換
    する旋回変換手段とから構成される特許請求の範
    囲第2項記載の多関節型アーム装置。 4 旋回変換手段が、旋回アームの旋回軸に固定
    されたスプロケツトと、そのスプロケツトに対応
    して設けられた補助スプロケツトと、それらスプ
    ロケツトの間に張設されかつナツトの往復移動に
    より移動して前記スプロケツトを回転させるチエ
    ーンとから構成される特許請求の範囲第3項記載
    の多関節型アーム装置。
JP3070985A 1985-02-19 1985-02-19 多関節型ア−ム装置 Granted JPS61192486A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3070985A JPS61192486A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 多関節型ア−ム装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3070985A JPS61192486A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 多関節型ア−ム装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS61192486A JPS61192486A (ja) 1986-08-27
JPH0440159B2 true JPH0440159B2 (ja) 1992-07-01

Family

ID=12311173

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JP3070985A Granted JPS61192486A (ja) 1985-02-19 1985-02-19 多関節型ア−ム装置

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FR2852265B1 (fr) * 2003-03-14 2006-02-24 Commissariat Energie Atomique Segment intermediaire de bras articule contenant une transmission a vis et ecrou
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JPS61192486A (ja) 1986-08-27

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