JPH048492A - Wrist mechanism in robot - Google Patents
Wrist mechanism in robotInfo
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- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0241—One-dimensional joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J19/00—Accessories fitted to manipulators, e.g. for monitoring, for viewing; Safety devices combined with or specially adapted for use in connection with manipulators
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ロボットの手首機構に関するものである。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a wrist mechanism for a robot.
[発明の概要]
本発明はロボットの手首機構において、手首層ム等で使
用する際に、 それらによって生じる作業
領域の制限、また、クリーンルーム等で使用する際に、
配線や配管がロボットアムの外部に露出することにより
クリーン度が低下するという問題点をなくすため、手首
回転用軸、手首曲げ用軸および回転フレームを中空構造
とすることにより、配線や配管をフレーム内部に収納で
きるようにしたものである。[Summary of the Invention] The present invention relates to a wrist mechanism of a robot, which can be used in a wrist layer, etc., and can be used in a clean room, etc. to reduce the work area.
In order to eliminate the problem of reduced cleanliness due to wiring and piping being exposed to the outside of the robot arm, the wrist rotation shaft, wrist bending shaft, and rotation frame are made of hollow structure, so that the wiring and piping can be easily removed from the frame. It is designed to be stored inside.
[従来の技術]
従来、ロボットの手首機構においては、手首回転フラン
ジに取り付けられている各種ハンド等の駆動やセンサな
どの信号線の配線や配管は、第3図のようにロボットの
手首30の外部より、ロボットの手首の運動に無理なく
、ロボットの作業領域およびワーク等の周辺の環境に悪
影響を与えないようにハンド31等へ接続されている0
例えば、この様なロボットアームをクリーンルームで使
用する場合、配線32や配管33等のケーブル類の接続
部には、クリーン度に見合ったシール構造を施していた
。[Prior Art] Conventionally, in the wrist mechanism of a robot, the wiring and piping of signal lines for driving various hands, sensors, etc. attached to the wrist rotation flange are connected to the wrist 30 of the robot, as shown in Fig. 3. 0, which is externally connected to the hand 31, etc., in a manner that allows the robot's wrist to move smoothly and not to adversely affect the surrounding environment such as the robot's work area and the workpiece.
For example, when such a robot arm is used in a clean room, the connection parts of cables such as the wiring 32 and piping 33 are provided with a sealing structure commensurate with the cleanliness level.
[発明が解決しようとする課題]
従来のロボットの手首機構においては、手首回転フラン
ジに取り付けられる各種ハンド等へ、口ボットアームの
外部より接続されている配線や配管は、手首の運動に合
わせて動くように余裕を持った長さが必要である。さら
に、冗長なケーブル類は一定の姿勢を保つことが困難で
、作業範囲を著しく狭くし、他のものに引っかかること
や、断線、接続部での緩みを生じ易い、またクリーンル
ーム等の防塵室において使用する場合など、ダブル類の
接続部分のように内部と外部の接続部には、ロボットの
気密度を保つため、特殊なシール構造を必要としていた
。このように、ケーブル類を周辺に悪影響を与えないよ
うに取り付けることが望まれていた。[Problems to be Solved by the Invention] In the conventional robot wrist mechanism, the wiring and piping connected from the outside of the robot arm to various hands attached to the wrist rotation flange move in accordance with the movement of the wrist. It needs to be long enough to allow movement. Furthermore, redundant cables are difficult to maintain in a fixed position, significantly narrowing the working range, easily getting caught on other objects, breaking wires, and coming loose at connections, and in dust-proof rooms such as clean rooms. When using robots, internal and external connections, such as double-type connections, require a special seal structure to maintain airtightness of the robot. As described above, it has been desired to attach cables in a manner that does not adversely affect the surrounding area.
[課題を解決するための手段1
本発明はこれらの課題を解決するため、少なくとも回転
自由度と、曲げ自由度を有するロボットの手首機構にお
いて、被回転体を回転する機構が、被回転体が直結され
た減速装置と直結する中空構造の駆動伝達軸からなり、
その中空部分に配線や配管を施せることを特徴とするロ
ボットの手首機構である。[Means for Solving the Problems 1] In order to solve these problems, the present invention provides a wrist mechanism for a robot having at least a rotational degree of freedom and a bending degree of freedom, in which a mechanism for rotating a rotated object is configured such that the rotational object is Consists of a hollow drive transmission shaft that is directly connected to a reduction gear.
This is a robot wrist mechanism that is characterized by the fact that wiring and piping can be installed in the hollow part.
[作用]
上記のような手首機構によって、手首回転フランジに取
り付けられる各種ハンド等へ接続される配線や配管は、
中空構造の回転フレームおよび各運動の駆動伝達軸の内
部に設置できるので、手首の運動に伴う冗長なケーブル
類はなくなり、断線や接続部の緩み、被覆の破れ等が起
こりにくくロボットの作業領域は広くなる。また、ロボ
ットアームなりリーンルーム等で使用するような場合に
は、配線や配管がロボットアームの外部に露出している
ものに比べ気密度が増すため防塵性に優れ、クリーン度
は良くなる。[Function] Wiring and piping connected to various hands etc. attached to the wrist rotation flange by the above-mentioned wrist mechanism,
Since it can be installed inside the hollow rotating frame and the drive transmission shaft for each movement, redundant cables associated with wrist movement are eliminated, and the robot's work area is less prone to disconnections, loose connections, and tearing of the coating. It becomes wider. Furthermore, when used in a robot arm or in a lean room, etc., the airtightness is increased compared to a robot arm in which wiring and piping are exposed outside, resulting in excellent dust resistance and improved cleanliness.
[実施例]
次に本発明の実施例について、図面を参昭しで説明する
。[Example] Next, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.
第1図は1本発明の一実施例の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of an embodiment of the present invention.
第1図において、手首2はロボットアームlに固定して
取り付けである。手首曲げ用駆動源に接続している手首
曲げ用タイミングベルト17は、手首曲げ用プーリ6、
プーリ6と一体的に回転する手首曲げ用軸であるウェー
ブジェネレータ7とサーキュラスプラインS18および
サーキュラスプラインD19を含むハーモニック式減速
装置8を介して、回転フレーム3を回転駆動するように
構成しである0手首曲げ用軸であるウェーブジェネレー
タ7は、玉軸受け9を介して回転フレーム3、サーキュ
ラスプラインS18、サーキュラスプラインD19の内
側で手首曲げ軸線4の回りに回転できるように支持され
ている8回転フレーム3は、ころ軸受け10、玉軸受け
20を介して手首2の内側で手首曲げ軸線4の回りに回
転できるように支持されている0手首回転部16は、手
首回転軸!!5の回りに回転可能に回転フレーム3に設
置され、回転フレーム3と共に手首曲げ軸線4の回りに
回転可能になっている。この回転部16について、第2
図を用いて説明する。In FIG. 1, the wrist 2 is fixedly attached to the robot arm l. The wrist bending timing belt 17 connected to the wrist bending drive source includes a wrist bending pulley 6,
The rotary frame 3 is configured to be rotationally driven through a wave generator 7 which is a wrist bending shaft that rotates integrally with the pulley 6, and a harmonic speed reduction device 8 that includes a circular spline S18 and a circular spline D19. The wave generator 7, which is a shaft for bending the wrist, is an 8-rotation frame 3 that is supported via a ball bearing 9 so as to be rotatable around the wrist bending axis 4 inside the rotation frame 3, circular spline S18, and circular spline D19. The wrist rotation unit 16, which is supported so as to be rotatable around the wrist bending axis 4 inside the wrist 2 via the roller bearing 10 and the ball bearing 20, is the wrist rotation axis! ! 5, and is rotatable about a wrist bending axis 4 together with the rotating frame 3. Regarding this rotating part 16, the second
This will be explained using figures.
第2図は、第1図の手首曲げ軸線4の方向から第1図と
同一の実施例を見たときの断面図である。第2図におい
て、手首回転用駆動源のモータ11は、ハーモニック式
減速装置12、手首回転用歯車21とかみ合う手首回転
用軸13を介して、手首回転用軸13に固定されたフラ
ンジ14を回転駆動するように構成しである6手首回転
用歯車21は、ころ軸受け22を介して、回転フレム3
の内側で手首回転用駆動力機構軸線23の回りに回転で
きるように支持されている。手首回転用軸13は、手首
回転用歯車21よりの駆動力を伝達するため歯車8Il
tsを有し、ころ軸受け15を介して5回転フレーム3
の内側で手首回転軸線5の回りに回転できるように支持
されている0手首回転用駆動源のモータ11は、回転フ
レーム3に固定されている。FIG. 2 is a cross-sectional view of the same embodiment as in FIG. 1, viewed from the direction of the wrist bending axis 4 in FIG. In FIG. 2, a motor 11 as a drive source for wrist rotation rotates a flange 14 fixed to the wrist rotation shaft 13 via a wrist rotation shaft 13 that meshes with a harmonic reduction gear 12 and a wrist rotation gear 21. The six wrist rotation gears 21 that are configured to be driven are connected to the rotating frame 3 via roller bearings 22.
It is supported so as to be rotatable around the wrist rotation driving force mechanism axis 23 inside the wrist. The wrist rotation shaft 13 is connected to a gear 8Il in order to transmit the driving force from the wrist rotation gear 21.
ts, 5 rotation frame 3 via roller bearing 15
A motor 11 of a drive source for wrist rotation, which is supported so as to be rotatable around a wrist rotation axis 5 inside the rotation frame 3, is fixed to the rotation frame 3.
また、手首曲げ用軸であるウェーブジェネレータ7、手
首回転用軸13PIよび回転フレーム3は、軽量化およ
び内部に配線や配管が可能なように中空構造となってい
る。第1図において、ケーブル24aはロボットアーム
l内を通して導かれ、回転フレーム3のケーブル出入口
25よりこの回転フレーム3の中空部Aを通り、さらに
手首回転用軸13と手首回転フランジ14の中空部Bを
通ってケーブル出入口26より、手首回転フランジに取
り付けられる各種ハンド28等へ接続される。また手首
2に取り付けられる各種センサ29等へのケーブル24
bは、ロボットアームl内より回転フレーム3の中空部
Aと手首曲げ用軸であるウェーブジェネレータ7の中空
部Cを通りケーブル出入口27より、各種センサ29等
に接続される。Further, the wave generator 7, which is a wrist bending shaft, the wrist rotation shaft 13PI, and the rotating frame 3 have a hollow structure to reduce weight and allow wiring and piping inside. In FIG. 1, the cable 24a is guided through the robot arm l, passes through the hollow part A of the rotating frame 3 through the cable entrance 25 of the rotating frame 3, and further passes through the hollow part A of the wrist rotating shaft 13 and the wrist rotating flange 14. Through the cable inlet/outlet 26, it is connected to various hands 28 etc. attached to the wrist rotating flange. Also, a cable 24 to various sensors 29 etc. attached to the wrist 2
b passes from inside the robot arm l through the hollow part A of the rotating frame 3 and the hollow part C of the wave generator 7, which is a shaft for bending the wrist, and is connected to various sensors 29 and the like through the cable entrance 27.
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、手首回転用軸、
手首曲げ用軸および回転フレームを中空構造にし、ハン
ド等への配線や配管をフレーム内部に収納できるように
したのであるから、手首の運動に伴う冗長なケーブル類
はなくなるため、断線や接続部の緩み、被覆の破れ等が
起こりにくく、ロボットの作業領域を広く使用できる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, the wrist rotation shaft,
The wrist bending shaft and rotating frame have a hollow structure, and the wiring and piping to the hand etc. can be stored inside the frame, eliminating the need for redundant cables associated with wrist movement, reducing the risk of disconnections and connections. It is less likely to loosen or tear the coating, allowing the robot to use a wider working area.
また配線や配管が外部に露出しているものに比べ、シー
ル構造を必要とする部分が少なく、ロボットの気密度が
高く、防塵性に優れている。つまり、周辺の環境に悪影
響を与えないで、より複雑な作業や多種多様の作業への
対応を可能とする利、占がある。また中空構造とするこ
とにより回転機構の軽量化が図れ、ロボット先端の慣性
が減少し、位置決め精度が向上する効果がある。Additionally, compared to models with exposed wiring and piping, there are fewer parts that require sealing, making the robot more airtight and dust-proof. In other words, there are benefits and divination that enable people to handle more complex work and a wide variety of work without having a negative impact on the surrounding environment. Furthermore, the hollow structure reduces the weight of the rotation mechanism, reduces the inertia of the robot tip, and improves positioning accuracy.
第1図は本発明に係わる一実施例を正面から見たh面図
、第2図は第1図と同一実施例を側面から見た断面図で
ある。第3図は従来例の正面図である。
ロボットアーム
手首
回転フレーム
手首曲げ軸線
手首回転軸線
手首曲げ用プーリ
ウェーブジェネレータ
ハーモニック式減速装置
玉軸受け
l O・ ・
11 ・
12 ・ ・
13 ・ ・
14 ・ ・
15 ・ ・
l 6 ・ ・
l 7 ・
18 ・ ・
19 ・
21 ・
22 ・ ・
23 ・ ・
24 ・ ・
25 ・ ・
26 ・
27 ・ ・
28 ・
29 ・ ・
・ころ軸受け
・手首回転用駆動源モータ
ハーモニック式減速装置
・手首回転用軸
・フランジ
ころ軸受は
手首回転部
手首曲げ用タイミングベルト
サーキュラスプラインS
サーキュラスプラインD
玉軸受は
手首回転用歯車
ころ軸受は
手首回転用駆動力機構軸線
・ケーブル
ケーブル出入口
・ケーブル出入口
ケーブル出入口
・ハンド
・センサ
・手首
・ハンド
・配線
・配管
・ケーブル
以
上
出願人 セイコー電子工業株式会社
代理人 弁理士 林 敬 之 助本発明に係わる
m×お例乞工曲D・つ摺に餌面図第1図
■
」
帛FIG. 1 is a front view of an embodiment according to the present invention viewed from the h side, and FIG. 2 is a sectional view of the same embodiment as FIG. 1 viewed from the side. FIG. 3 is a front view of the conventional example. Robot arm wrist rotation frame Wrist bending axis Wrist rotation axis Wrist bending pulley Wave generator Harmonic reduction gear Ball bearing l O・ ・ 11 ・ 12 ・ ・ 13 ・ ・ 14 ・ ・ 15 ・ ・ l 6 ・ ・ l 7 ・ 18 ・・ 19 ・ 21 ・ 22 ・ ・ 23 ・ ・ 24 ・ ・ 25 ・ ・ 26 ・ 27 ・ ・ 28 ・ 29 ・ ・ ・Roller bearing・Wrist rotation drive source motor Harmonic reduction gear device・Wrist rotation shaft・Flanged roller bearing Wrist rotation part Timing belt for wrist bending Circular spline S Circular spline D Ball bearing is for wrist rotation Gear roller bearing is for wrist rotation Driving force mechanism Axis / Cable Cable entrance / Cable entrance / Cable entrance / Hand / Sensor / Wrist / Hand / Wiring/Piping/Cables and more Applicant: Seiko Electronic Industries Co., Ltd. Agent Patent Attorney: Keisuke Hayashi M
Claims (1)
の手首機構において、被回転体を回転する機構が、被回
転体が直結された減速装置と直結する中空構造の駆動伝
達軸からなることを特徴とするロボットの手首機構。In the wrist mechanism of a robot having at least a rotational degree of freedom and a bending degree of freedom, the mechanism for rotating the rotated object is comprised of a hollow drive transmission shaft directly connected to a reduction gear to which the rotated object is directly connected. The robot's wrist mechanism.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1990-04-20 JP JP2106087A patent/JPH048492A/en active Pending
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1991
- 1991-04-20 KR KR1019910006358A patent/KR100206539B1/en not_active IP Right Cessation
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Also Published As
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