JPH05261689A - Wrist mechanism of robot - Google Patents
Wrist mechanism of robotInfo
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- JPH05261689A JPH05261689A JP4064180A JP6418092A JPH05261689A JP H05261689 A JPH05261689 A JP H05261689A JP 4064180 A JP4064180 A JP 4064180A JP 6418092 A JP6418092 A JP 6418092A JP H05261689 A JPH05261689 A JP H05261689A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットに係り、
特に、塗装やシーリング、あるいは溶接作業等において
好適なロボットの手首機構に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an industrial robot,
In particular, the present invention relates to a wrist mechanism of a robot suitable for painting, sealing, welding work and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図１０は、従来の手首機構を有する産業
用ロボットの一例を示すものである。このロボットは、
固定台５０と、固定台上に軸線Ａを中心として旋回自在
に設けられた旋回台５１と、旋回台５１上に軸線Ｂを中
心として揺動自在に立設された第一アーム５２と、第一
アーム５２上端に、軸線Ｃを中心として揺動自在に設け
られた第二アーム５３と、第二アーム５３の先端部に設
けられた手首５４より概略構成されている。2. Description of the Related Art FIG. 10 shows an example of an industrial robot having a conventional wrist mechanism. This robot is
A fixed base 50, a rotary base 51 provided on the fixed base so as to be rotatable about an axis A, a first arm 52 vertically mounted on the rotary base 51 about an axis B, and It is roughly configured by a second arm 53 provided on the upper end of one arm 52 so as to be swingable around the axis C, and a wrist 54 provided on a tip end portion of the second arm 53.
【０００３】手首５４の構造を図１１に示す。第二アー
ム５３の先端部には、第一手首部材５５が軸線Ｂ，Ｃと
平行な第一の軸Ｄ回りに回転可能に支持され、この第一
手首部材５５の先端部下面には、第二手首部材５６が軸
線Ａと平行かつ第一の軸Ｄと直角な第二の軸Ｅ回りに回
転可能に軸支されている。そして、第二手首部材５６の
先端には、出力部５７が、第二の軸Ｅと直交し、かつ第
一の軸Ｄと同一平面上に位置する第三の軸Ｆ回りに回転
可能に軸支されている。The structure of the wrist 54 is shown in FIG. A first wrist member 55 is rotatably supported at the tip of the second arm 53 about a first axis D parallel to the axes B and C. The second wrist member 56 is rotatably supported about a second axis E parallel to the axis A and perpendicular to the first axis D. Then, at the tip of the second wrist member 56, the output portion 57 is rotatable about the third axis F which is orthogonal to the second axis E and is located on the same plane as the first axis D. It is pivotally supported.
【０００４】また、第一手首部材５５内には、平歯車５
９，６０，６１が前記第一の軸Ｄ回りに配設され、これ
ら平歯車５９，６０，６１により、第一手首部材５５お
よび第二手首部材５６が連動可能となっている。その結
果、上記手首５４においては、図１１に示すように、第
一手首部材５５は、第一の軸Ｄおよび第三の軸Ｆを含む
平面に対して水平に保った場合、反重力方向（図１１中
上方）に突出するように第二アーム５３に支持される。Further, in the first wrist member 55, the spur gear 5
9, 60, 61 are arranged around the first axis D, and the spur gears 59, 60, 61 enable the first wrist member 55 and the second wrist member 56 to interlock with each other. As a result, in the wrist 54, as shown in FIG. 11, when the first wrist member 55 is kept horizontal with respect to the plane including the first axis D and the third axis F, the anti-gravity direction It is supported by the second arm 53 so as to project (upward in FIG. 11).
【０００５】一方、第二アーム５３の基端部にはモータ
５８が設置され、その駆動力は、第二アーム５３内に設
けた巻き掛け伝動部材および傘歯車（いずれも図示せ
ず）により第一手首部材５５、第二手首部材５６および
出力部５７へに伝達される。その結果、第一手首部材５
５、第二手首部材５６および出力部５７がそれぞれ軸
Ｄ，Ｅ，Ｆを中心に揺動もしくは回転する。On the other hand, a motor 58 is installed at the base end of the second arm 53, and its driving force is controlled by a winding transmission member and a bevel gear (both not shown) provided in the second arm 53. It is transmitted to the first wrist member 55, the second wrist member 56, and the output unit 57. As a result, the first wrist member 5
5, the second wrist member 56 and the output portion 57 swing or rotate about the axes D, E, and F, respectively.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】一般に、上記のような
構成を有する手首５４の場合、第一手首部材５５は第一
アーム５３を固定部とし、第一アーム５３の軸を中心に
上下（図１１中矢印ａ）方向に揺動する。その際、第一
アーム５３と第一手首部材５５間における干渉を防ぐた
めに空間部Ｙが設けられている。一方、第二手首部材５
６は第一手首部材５５を固定部とし、図１２に示すよう
に第二の軸Ｅを中心に左右（図１２中矢印ｂ）方向に旋
回する。その際、第一手首部材５５と第二手首部材５６
間における干渉を防ぐために空間部Ｘが設けられてい
る。Generally, in the case of the wrist 54 having the above-described structure, the first wrist member 55 uses the first arm 53 as a fixing portion and moves up and down (centered around the axis of the first arm 53). It swings in the direction of arrow a) in FIG. At that time, a space Y is provided to prevent interference between the first arm 53 and the first wrist member 55. On the other hand, the second wrist member 5
6 uses the first wrist member 55 as a fixed portion, and as shown in FIG. 12, pivots about the second axis E in the left-right direction (arrow b in FIG. 12). At that time, the first wrist member 55 and the second wrist member 56
The space X is provided to prevent interference between the spaces.
【０００７】すなわち、上記構成の手首５４においては
第一アーム５３、第一手首部材５５、および第二手首部
材５６間における相互の干渉は不可避であり、従って、
空間部Ｘ，Ｙをどれくらい大きくとるかにより手首５４
の動作角が決定される。例えば、空間部Ｙを大きく、空
間部Ｘを小さくとった手首５４を仮定すると、上下方向
の動作範囲は広く、左右方向の動作範囲は狭くなる。従
って、この手首５４を横長のワークに対して使用する
と、左右に作業不能な範囲が出現する場合がある。That is, in the wrist 54 having the above structure, mutual interference between the first arm 53, the first wrist member 55, and the second wrist member 56 is unavoidable, and therefore,
Wrist 54 depending on how large the space X, Y is
Is determined. For example, assuming a wrist 54 in which the space Y is large and the space X is small, the vertical motion range is wide and the horizontal motion range is narrow. Therefore, when the wrist 54 is used for a horizontally long work, an unworkable range may appear on the left and right.
【０００８】更に、図１１で示すように第一手首部材５
５が第一の軸Ｄおよび第三の軸Ｆを含む平面に対して反
重力方向に突出する手首では、上下方向の動作範囲が上
下で異なる。すなわち、第二アーム５３と手首５４との
干渉が手首上側で相対的に大きくなるため、上方への動
作範囲よりも下方への動作範囲が広くなる。Further, as shown in FIG. 11, the first wrist member 5
In the wrist in which 5 projects in the antigravity direction with respect to the plane including the first axis D and the third axis F, the vertical motion range is different in the vertical direction. That is, since the interference between the second arm 53 and the wrist 54 is relatively large on the upper side of the wrist, the downward operating range is wider than the upward operating range.
【０００９】ここで、上記従来のロボットにおいては、
第二アーム５３に対する手首５４の第一の軸Ｄを中心と
した取付角度は予め一定とされ、その状況下で、ロボッ
トの作業性（例えば塗装ロボットでは、ワークの塗装可
能範囲や特異点の問題）を判断していた。その結果、第
一手首部材５５および第二手首部材５６間における相互
の干渉により、上下方向に沿った使用に有利な手首５４
や左右方向に沿った使用に有利な手首５４、更にはその
うちいずれか一方への使用にのみ有利な手首５４等が存
在していた。Here, in the above conventional robot,
The attachment angle of the wrist 54 with respect to the second arm 53 about the first axis D is set to be constant in advance, and under such a situation, the workability of the robot (for example, in the coating robot, there is a problem of a workable coating range and a singular point). ) Was determined. As a result, due to mutual interference between the first wrist member 55 and the second wrist member 56, the wrist 54 advantageous for use in the vertical direction is obtained.
There are wrists 54 that are advantageous for use along the left and right directions, and wrists 54 that are advantageous only for use on one of them.
【００１０】そのため、ワークの形状等によっては、ワ
ークに応じてそれらの手首５４を交換する必要があっ
た。その結果、手首５４の交換に多大な時間を要するば
かりではなく、複数の手首５４を用意する必要があり、
作業効率の低下を招いていた。また、全方向に広い動作
範囲を持つ手首５４を新たに設計する方法もあるが、こ
のような手首５４は設計が難しく、しかも、手首５４が
大型化するという問題があった。Therefore, depending on the shape of the work, it is necessary to replace the wrists 54 depending on the work. As a result, not only does it take a lot of time to replace the wrists 54, but it is necessary to prepare a plurality of wrists 54,
This caused a reduction in work efficiency. There is also a method of newly designing a wrist 54 having a wide motion range in all directions, but such a wrist 54 has a problem that the design is difficult and the wrist 54 becomes large.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みてなされたもので、駆動源により駆動される出力軸が
設けられたアームと、このアームの先端に支持され、前
記出力軸から供給される駆動力により揺動する手首とを
備え、かつこの手首が複数の自由度を持つとともに、前
記駆動源に最も近い自由度が、前記出力軸に対して直交
する軸を中心とする揺動であるロボットの手首機構であ
って、前記アームの先端に、前記出力軸を前記アームの
軸線を中心として同軸をなすように配置するとともに、
前記アームの先端面にフランジ部を形成し、このフラン
ジ部の、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に複
数個の取付穴を等間隔で設け、前記取付穴と螺合する取
付ボルトにより前記フランジ部に前記手首を取り付けた
ものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an arm provided with an output shaft driven by a drive source, and an arm supported at the tip of the arm are provided from the output shaft. A wrist that swings by the supplied driving force, and the wrist has a plurality of degrees of freedom, and the degree of freedom that is closest to the drive source is a swing centered on an axis orthogonal to the output axis. A robot wrist mechanism that is dynamic, wherein the output shaft is arranged at the tip of the arm so as to be coaxial with the axis of the arm,
A flange is formed on the tip surface of the arm, and a plurality of mounting holes are provided at equal intervals on the same circumference of the flange around the axis of the arm, and the mounting bolt is screwed into the mounting hole. Thus, the wrist is attached to the flange portion.
【００１２】[0012]
【作用】本発明の手首機構においては、アームの先端面
に設けられたフランジ部に、手首を取り付ける複数個の
取付穴を、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に
等間隔で設けたため、前記手首を前記前記取付穴を介し
て前記フランジ部に取り付ける際に、前記アームの軸線
に対する前記手首の角度を、隣接する前記取付穴と前記
アームの軸線とがなす角に応じて変化させることができ
る。しかも、前記出力軸を、前記アームの先端にその軸
線を中心として同軸をなすように配置したため、前記出
力軸から供給される駆動力は、前記アームの軸線に対す
る前記手首の角度とは無関係に手首に供給可能である。In the wrist mechanism of the present invention, a plurality of mounting holes for mounting the wrist are provided at the flange portion provided on the tip end surface of the arm at equal intervals on the same circumference around the axis of the arm. Therefore, when attaching the wrist to the flange portion through the attachment hole, the angle of the wrist with respect to the axis of the arm is changed according to the angle between the attachment hole and the axis of the arm that are adjacent to each other. be able to. Moreover, since the output shaft is arranged at the tip of the arm so as to be coaxial with the axis thereof, the driving force supplied from the output shaft is independent of the angle of the wrist with respect to the axis of the arm. Can be supplied to.
【００１３】[0013]
【実施例】以下、図面に基づき本発明の一実施例につい
て更に詳しく説明する。図１は、本発明の手首機構を有
するロボット１を示すものである。このロボット１は、
固定台２と、固定台２上に軸線Ａを中心として旋回自在
に設けられた旋回台３と、旋回台３上に軸線Ｂを中心と
して揺動自在に立設された第一アーム４と、第一アーム
４上端に、軸線Ｃを中心として揺動自在に設けられた第
二アーム５と、第二アーム５の先端部に設けられた手首
６より構成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described in more detail below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a robot 1 having a wrist mechanism of the present invention. This robot 1
A fixed base 2, a swivel base 3 provided on the fixed base 2 so as to be rotatable about an axis A, and a first arm 4 provided on the swivel base 3 so as to be swingable about an axis B. The upper end of the first arm 4 is composed of a second arm 5 swingably provided around the axis C, and a wrist 6 provided at the tip of the second arm 5.
【００１４】更に、この手首６は、軸線Ｇに対して直交
する軸線Ｈを中心に揺動する第一手首部材６ａと、第一
手首部材６ａの先端に装着され、軸線Ｈに対して直交す
る軸線Ｊを中心に揺動する第二手首部材６ｂから構成さ
れ、その結果、手首６には第二アーム５側より、軸線Ｈ
を中心とする揺動および軸線Ｊを中心とする揺動からな
る複数の自由度が付与されている。Further, the wrist 6 is attached to the first wrist member 6a swinging about an axis H orthogonal to the axis G and the tip of the first wrist member 6a, and is attached to the axis H. It is composed of a second wrist member 6b that swings about an orthogonal axis J, and as a result, the wrist 6 has an axis H from the second arm 5 side.
A plurality of degrees of freedom are provided, which includes swinging about the axis J and swinging about the axis J.
【００１５】旋回台３は、固定台２内に取り付けられた
モータにより駆動され、第一アーム４および第二アーム
５はそれぞれ旋回台３内に取り付けられたモータにより
駆動される。また、符号７は、第二アーム５を駆動する
モータと第二アーム５とを連結するリンク機構である。The swivel base 3 is driven by a motor mounted in the fixed base 2, and the first arm 4 and the second arm 5 are driven by motors mounted in the swivel base 3, respectively. Further, reference numeral 7 is a link mechanism that connects the motor for driving the second arm 5 and the second arm 5.
【００１６】第二アーム５の後端部５ａには、図２に示
すように、ブラケット８，９，１０を介して手首機構駆
動用のモータ１１，１２，１３が固定されている。Motors 11, 12 and 13 for driving the wrist mechanism are fixed to the rear end portion 5a of the second arm 5 via brackets 8, 9 and 10 as shown in FIG.
【００１７】モータ１１，１２にはそれぞれ減速機１
４，１５が取付けられ、減速機の出力軸１４ａ，１５ａ
にはそれぞれ平歯車１７，１８が取付けられている。ま
た、第二アーム５内には、円筒状をなし、軸線Ｇを中心
に回転自在な出力軸２１，２２，２３が軸線Ｇを中心と
して同軸をなすように設けられている。そして、出力軸
２１の後端に取り付けられた平歯車２４と平歯車１７、
出力軸２２の後端に取り付けられた平歯車２５と平歯車
１８とはそれぞれ連動可能に噛み合わされている。一
方、モータ１３の駆動軸（図示せず）はカップリング１
６を介して直接出力軸２３に取り付けられている。な
お、符号２０はこれら３個のモータ１１，１２，１３を
覆うケースである。The motors 11 and 12 respectively include a speed reducer 1
4, 15 are mounted, and output shafts 14a, 15a of the speed reducer
The spur gears 17 and 18 are attached to each. Further, in the second arm 5, output shafts 21, 22 and 23 having a cylindrical shape and rotatable about an axis G are provided so as to be coaxial with the axis G as a center. The spur gear 24 and the spur gear 17, which are attached to the rear end of the output shaft 21,
The spur gear 25 attached to the rear end of the output shaft 22 and the spur gear 18 are engaged with each other so as to be interlocked with each other. On the other hand, the drive shaft (not shown) of the motor 13 is the coupling 1
It is directly attached to the output shaft 23 via 6. Reference numeral 20 is a case that covers these three motors 11, 12, and 13.
【００１８】図３は、第二アーム５の先端部を示すもの
である。符号５ｂは、第二アーム５の先端面に設けられ
たフランジ部で、このフランジ部５ｂは、図４に示すよ
うに正面視して正方形状をなし、その四隅には手首６を
支持する取付穴２７が、軸線Ｇを中心とする同一円周上
に４箇所等間隔で設けられている。従って、本実施例の
場合、隣接する取付穴２７と軸線Ｇとのなす角θ1は９
０°となっている。FIG. 3 shows the tip of the second arm 5. Reference numeral 5b is a flange portion provided on the tip end surface of the second arm 5, and the flange portion 5b has a square shape when viewed from the front as shown in FIG. 4, and is attached to support the wrist 6 at its four corners. The holes 27 are provided at four equal intervals on the same circumference centered on the axis G. Therefore, in the case of this embodiment, the angle θ 1 formed between the adjacent mounting hole 27 and the axis G is 9
It is 0 °.
【００１９】出力軸２１，２２，２３先端部にはそれぞ
れアダプタ２８，２９，３０が取り付けられてフランジ
部５ｂの先端面から突出し、アダプタ２８，２９，３０
の先端には、それぞれ傘歯車３１，３２，３３が軸線Ｇ
を中心として同軸をなすように固定されている。また、
アダプタ２８，２９，３０同士は、ベアリング３４，３
５，３６により互いに軸線Ｇを中心として回転可能に支
持されている。Adapters 28, 29, 30 are attached to the tip ends of the output shafts 21, 22, 23, respectively, and project from the tip end surface of the flange portion 5b.
Bevel gears 31, 32, and 33 are attached to the tip of the axis G, respectively.
It is fixed so as to be coaxial with. Also,
The adapters 28, 29, 30 have bearings 34, 3
5, 36 rotatably support each other about the axis G.
【００２０】図５は、第一手首部材６ａの構造を示すも
のである。図５において、符号３７は手首ブラケット
で、手首ブラケット３７は、フランジ部５ｂの取付穴２
７に対応する取付穴３８に螺合された取付ボルト３９に
よりフランジ部５ｂの先端面に固定されている。本実施
例の場合、手首ブラケット３７は図６に示すように正面
視して正方形状をなし、その四隅にはフランジ部５ｂと
同様に取付穴３８が軸線Ｇを中心とする同一円周上に４
箇所設けられている。従って、隣接する取付穴３８と軸
線Ｇとのなす角θ2は９０°となる。FIG. 5 shows the structure of the first wrist member 6a. In FIG. 5, reference numeral 37 is a wrist bracket, and the wrist bracket 37 is the mounting hole 2 of the flange portion 5b.
It is fixed to the tip surface of the flange portion 5b by a mounting bolt 39 screwed into a mounting hole 38 corresponding to No. 7. In the case of the present embodiment, the wrist bracket 37 has a square shape when viewed from the front as shown in FIG. 6, and the mounting holes 38 are provided at the four corners thereof on the same circumference with the axis G as the center, like the flange portions 5b. Four
It is provided in some places. Therefore, the angle θ 2 between the adjacent mounting hole 38 and the axis G is 90 °.
【００２１】また、手首ブラケット３７の両側面にはブ
ラケット７０が取付けられている。ブラケット７０には
ベアリング４２を介して軸受４３が軸線Ｈを中心として
回転自在に支持され、軸受４３の一端には傘歯車４１が
取付られている。一方、軸線Ｈ上の傘歯車４２と対向す
る位置には傘歯車４５と軸４６がそれぞれベアリング４
７，４８により軸線Ｈを中心として回転自在に支持され
ている。更に、軸４６の一端側には傘歯車４９が取付け
られている。Brackets 70 are attached to both sides of the wrist bracket 37. A bearing 43 is rotatably supported on the bracket 70 via a bearing 42 about an axis H, and a bevel gear 41 is attached to one end of the bearing 43. On the other hand, the bevel gear 45 and the shaft 46 are respectively provided at the positions on the axis H facing the bevel gear 42, respectively.
It is supported by 7, 48 so as to be rotatable about the axis H. Further, a bevel gear 49 is attached to one end of the shaft 46.
【００２２】ここで、傘歯車４１，４５，４９は各々傘
歯車３２，３１，３３と係合可能に噛み合わされてい
る。また、軸受４３の他端側には平歯車７１が取付けら
れているとともに、軸４６の他端側にはプーリ７２が取
付けられている。The bevel gears 41, 45, 49 are meshed with the bevel gears 32, 31, 33, respectively, so that they can be engaged with each other. A spur gear 71 is attached to the other end of the bearing 43, and a pulley 72 is attached to the other end of the shaft 46.
【００２３】一方、ブラケット７０の手首ブラケット３
７と離間した側には軸受７７が固定され、軸受７７の一
端側には傘歯車７９が軸線Ｈと平行な軸線Ｉを中心とし
て回転自在に支持されている。更に、軸受７７の他端側
には平歯車７４が取付けられ、ブラケット７０に軸支さ
れた平歯車７３を介して平歯車７１と噛み合っている。
また、軸線Ｉ上の傘歯車７９と対向する位置には軸８０
が軸受８１により軸線Ｉを中心として回転自在に支持さ
れ、更に、軸８０の一端側には傘歯車８２、他端側には
プーリ８３が取付けられている。そして、プーリ８３は
タイミングベルト７５によりプーリ７２と連結されてい
る。On the other hand, the wrist bracket 3 of the bracket 70
A bearing 77 is fixed on the side separated from 7, and a bevel gear 79 is rotatably supported on one end of the bearing 77 about an axis I parallel to the axis H. Further, a spur gear 74 is attached to the other end side of the bearing 77 and meshes with the spur gear 71 via a spur gear 73 pivotally supported by the bracket 70.
In addition, a shaft 80 is provided at a position on the axis I that faces the bevel gear 79.
Is rotatably supported by a bearing 81 about an axis I, and a bevel gear 82 is attached to one end of the shaft 80 and a pulley 83 is attached to the other end. The pulley 83 is connected to the pulley 72 by the timing belt 75.
【００２４】なお、符号８４は、ベアリング８５によ
り、ブラケット７０に立設された軸線Ｈ，Ｉと平行な軸
８６を中心として回転自在に設けられ、タイミングベル
ト７５のテンション調整を行うテンションプーリであ
る。また、ブラケット７０の側面はそれぞれカバー８７
ａ，８７ｂで覆われている。Reference numeral 84 is a tension pulley which is rotatably provided by a bearing 85 about an axis 86 parallel to the axes H and I provided on the bracket 70 and which adjusts the tension of the timing belt 75. .. Further, the side surfaces of the bracket 70 are respectively covered
It is covered with a and 87b.
【００２５】図７は、第二手首部材６ｂの構造を示すも
のである。符号８９は傘歯車７９，８２のカバーで、カ
バー８９には軸受部材８８を介してブラケット９０が軸
線Ｉと直交する軸線Ｊを中心として回転自在に支持さ
れ、ブラケット９０には、軸受部材８８を介して傘歯車
９１が固定されている。また、軸受部材８８には、軸９
２がベアリング９４により軸線Ｊを中心として回転自在
に支持され、軸９２の両端にはそれぞれ傘歯車９５，９
６が固定されている。更に、傘歯車９１，９５は各々傘
歯車７９，８２と係合可能に噛み合わされている。FIG. 7 shows the structure of the second wrist member 6b. Reference numeral 89 is a cover for the bevel gears 79 and 82, and a bracket 90 is rotatably supported on the cover 89 via a bearing member 88 about an axis J orthogonal to the axis I. The bracket 90 has the bearing member 88. The bevel gear 91 is fixed therethrough. The bearing member 88 has a shaft 9
2 is rotatably supported by the bearing 94 about the axis J, and the bevel gears 95, 9 are provided at both ends of the shaft 92, respectively.
6 is fixed. Further, the bevel gears 91 and 95 are engaged with the bevel gears 79 and 82, respectively.
【００２６】一方、ブラケット９０の軸線Ｊと直交する
軸線Ｋ上には軸９７が軸受９８により回転自在に設けら
れている。軸９７の一端には傘歯車９６と噛み合う傘歯
車９９が取付けられており、軸９７の他端はブラケット
９０に設けられた減速機１００に連結されている。更
に、減速機１００の先端には出力部１０１が設けられて
いる。On the other hand, a shaft 97 is rotatably provided by a bearing 98 on an axis K orthogonal to the axis J of the bracket 90. A bevel gear 99 that meshes with the bevel gear 96 is attached to one end of the shaft 97, and the other end of the shaft 97 is connected to a speed reducer 100 provided on a bracket 90. Further, an output unit 101 is provided at the tip of the speed reducer 100.
【００２７】次に、上記構成を有する手首機構の動作に
ついて以下に説明する。旋回台３はモータにより軸線Ａ
を中心として旋回し、また、第一アーム４はモータによ
り軸線Ｂを中心として揺動し、第二アーム５はモータに
よりリンク機構７を介して軸線Ｃを中心として揺動す
る。Next, the operation of the wrist mechanism having the above structure will be described below. The swivel base 3 is driven by a motor to form an axis A.
The first arm 4 is swung about the axis B by the motor, and the second arm 5 is swung about the axis C via the link mechanism 7 by the motor.
【００２８】一方、モータ１１の駆動力は減速機１４、
出力軸１４ａ、平歯車１７，２４、出力軸２１、アダプ
タ２８、傘歯車３１、傘歯車４５の順に伝達され、第一
手首部材６ａを軸線Ｈを中心として上下に揺動させる。
また、モータ１２の駆動力は減速器１５、出力軸１５
ａ、平歯車１８，２５、出力軸２２、アダプタ２９、傘
歯車３２，４１、軸４４、平歯車７１，７３，７４、軸
７８、傘歯車７９，９１の順に伝達され、第二手首部材
６ｂを軸線Ｊを中心として左右に揺動させる。更に、モ
ータ１３の駆動力は、カップリング１６、出力軸２３、
アダプタ３０、傘歯車３３，４９、軸４６、プーリ７
２、タイミングベルト７５、プーリ８３、軸８０、傘歯
車８２，９５、軸９２、傘歯車９６，９９、軸９７から
減速機１００の順に伝達され、出力部１０１を軸線Ｋを
中心として回転させる。On the other hand, the driving force of the motor 11 is
The output shaft 14a, the spur gears 17 and 24, the output shaft 21, the adapter 28, the bevel gear 31, and the bevel gear 45 are transmitted in this order to swing the first wrist member 6a up and down about the axis H.
Further, the driving force of the motor 12 is the speed reducer 15, the output shaft 15
a, spur gears 18, 25, output shaft 22, adapter 29, bevel gears 32, 41, shaft 44, spur gears 71, 73, 74, shaft 78, bevel gears 79, 91, and the second wrist member. 6b is swung right and left around the axis J. Further, the driving force of the motor 13 is the coupling 16, the output shaft 23,
Adapter 30, bevel gears 33, 49, shaft 46, pulley 7
2, the timing belt 75, the pulley 83, the shaft 80, the bevel gears 82, 95, the shaft 92, the bevel gears 96, 99, and the shaft 97 are transmitted in this order to the speed reducer 100, and the output unit 101 is rotated about the axis K.
【００２９】ここで、手首６は手首ブラケット３７とフ
ランジ部５ｂの双方に設けられた取付穴２７，３８に取
付ボルト３９を螺合することによりフランジ部５ｂに固
定されているが、前記の通り本実施例の場合、隣接する
取付穴２７，３８と軸線Ｇとのなす角θ1，θ2が９０°
となっているので、軸線Ｇに対する手首６の角度を、図
１に示す状態から９０°または１８０°変えて手首６を
フランジ部５ｂに取り付けることができる。Here, the wrist 6 is fixed to the flange portion 5b by screwing mounting bolts 39 into the mounting holes 27 and 38 provided in both the wrist bracket 37 and the flange portion 5b. In the case of the present embodiment, the angles θ 1 and θ 2 formed between the mounting holes 27 and 38 adjacent to each other and the axis G are 90 °.
Therefore, the wrist 6 can be attached to the flange portion 5b by changing the angle of the wrist 6 with respect to the axis G from the state shown in FIG. 1 by 90 ° or 180 °.
【００３０】従って、例えば図１の状態で上下軸の動作
範囲が広く、左右軸の動作範囲が狭い手首６を横長のワ
ークに使用する場合には、軸線Ｇに対する手首６の取付
角を９０°変え、図８に示すような向きに手首６を付け
変えることにより、同一の手首６を、左右に動作範囲の
広い手首６として使用できる。Therefore, for example, when the wrist 6 having a wide vertical motion range and a narrow left and right motion range in the state of FIG. 1 is used for a horizontally long work, the mounting angle of the wrist 6 with respect to the axis G is 90 °. By changing the wrist 6 in the direction shown in FIG. 8, the same wrist 6 can be used as the wrist 6 having a wide range of motion in the left and right directions.
【００３１】また、手首上下軸の動作角が上下で異なる
場合、例えば図１の状態で上側に広い動作範囲を持ち、
ワークの下方における作業に有利な手首を、ワークの上
方における作業に使用する際にも、図９に示すように手
首６を１８０゜ 回転させて取付けることにより、同一の
手首６を、下側に動作範囲の広い手首６として使用でき
る。しかも、傘歯車３１，３２，３３が、第二アーム５
の先端に軸線Ｇを中心として同軸をなすように配置され
ているため、傘歯車３１，３２，３３の回転は、軸線Ｇ
に対する手首６の取付角とは無関係に、傘歯車４１，４
５，４９へと供給される。When the operating angles of the wrist vertical axis are different in the vertical direction, for example, in the state shown in FIG.
Even when using a wrist, which is advantageous for work below the work, for work above the work, the same wrist 6 can be attached to the bottom by rotating the wrist 6 by 180 ° as shown in FIG. It can be used as a wrist 6 with a wide range of motion. Moreover, the bevel gears 31, 32, and 33 make the second arm 5
Since the bevel gears 31, 32, 33 are rotated at the tip end of the axis G so as to be coaxial with the axis G as the center,
Irrespective of the mounting angle of the wrist 6 with respect to the bevel gears 41, 4
5,49.
【００３２】なお、隣接する取付穴２７，３８と軸線Ｇ
とのなす角θ1，θ2は取付穴２７，３８の設置箇所を５
箇所にすれば７２°、６箇所にすれば６０°である。従
って、軸線Ｇに対する手首６の取付角は、前者では７２
°毎、後者では６０°毎に変更可能となる。The adjacent mounting holes 27 and 38 and the axis G
The angles θ 1 and θ 2 formed with the mounting holes 27 and 38 are 5
The angle is 72 ° when the number of points is 60 °, and the angle is 60 ° when the number of points is six. Therefore, the attachment angle of the wrist 6 with respect to the axis G is 72 in the former case.
It is possible to change every °, and in the latter every 60 °.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の手首機構に
おいては、全方向に広い動作範囲を持つ手首を新たに設
計することなく、ワークの塗装その他の作業の際に要求
される方向に広い動作範囲を持つ手首が得られるので、 （１）手首を軽量・コンパクトに設計できる。 （２）前記ワークに対する手首の相性がなくなる。 （３）小型の手首でも、大きなワークに対して使用可能
となる。 という効果を奏する。As described above, in the wrist mechanism of the present invention, the wrist having a wide motion range in all directions is designed in a wide range in the direction required for painting or other work without newly designing the wrist. Since a wrist with a range of motion can be obtained, (1) the wrist can be designed to be lightweight and compact. (2) The wrist is not compatible with the work. (3) Even a small wrist can be used for a large work. Has the effect.
【図１】本発明の手首機構を搭載した産業用ロボットの
全体図である。FIG. 1 is an overall view of an industrial robot equipped with a wrist mechanism of the present invention.
【図２】本発明における駆動部分の構造の例を示す図１
中ＩＩ−ＩＩ線に沿った一部断面図である。FIG. 2 is a view showing an example of a structure of a driving portion in the present invention.
It is a partial cross-sectional view taken along the line II-II.
【図３】本発明における第二アームの先端部の構造の例
を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the tip portion of the second arm in the present invention.
【図４】本発明における第二アームの先端部の構造の例
を示す図３中矢印ＩＶに沿った矢視図である。FIG. 4 is a view taken along the arrow IV in FIG. 3 showing an example of the structure of the tip portion of the second arm in the present invention.
【図５】本発明における第一手首部材の構造の例を示す
図７中Ｖ−Ｖ線に沿った断面図である。5 is a cross-sectional view taken along the line VV in FIG. 7 showing an example of the structure of the first wrist member according to the present invention.
【図６】本発明における手首ブラケットの構造の例を示
す図７中矢印ＶＩに沿った矢視図である。6 is a view taken along the arrow VI in FIG. 7 showing an example of the structure of the wrist bracket in the present invention.
【図７】本発明における第二手首部材の構造の例を示す
断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing an example of the structure of the second wrist member in the present invention.
【図８】本発明における手首取付角の変更例を示す図で
ある。FIG. 8 is a diagram showing an example of changing a wrist attachment angle in the present invention.
【図９】本発明における手首取付角の変更例を示す図で
ある。FIG. 9 is a diagram showing an example of changing a wrist attachment angle in the present invention.
【図１０】従来の産業用ロボットの例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing an example of a conventional industrial robot.
【図１１】従来の産業用ロボットにおける手首の構造の
例を示す手首の一部断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view of a wrist showing an example of the structure of the wrist in the conventional industrial robot.
【図１２】産業用ロボットにおける手首の動作範囲を示
す図である。FIG. 12 is a diagram showing a motion range of a wrist in the industrial robot.
１ ロボット ２，５０ 固定台 ３，５１ 旋回台 ４，５２ 第一アーム ５，５３ 第二アーム ５ａ 第二アームの後端部 ５ｂ フランジ部 ６，５４ 手首 ６ａ，５５ 第一手首部材 ６ｂ，５６ 第二手首部材 ７ リンク機構 ８，９，１０，７０，９０ ブラケット 11,12,13,58 モータ １４，１５，１６ 減速機 １６ カップリング １７，１８，２４，２５，５９，６０，６１，７１，７
３，７４ 平歯車 １４ａ，１５ａ，２１，２２，２３ 出力軸 ２０ ケース ２７，３８ 取付穴 ２８，２９，３０ アダプタ ３１，３２，３３，４１，４５，４９，７９，８１，８
２，９１，９５，９６，９９ 傘歯車 ３４，３５，３６，４２，４７，４８，８５，９４ ベ
アリング ３７ 手首ブラケット ３９ 取付ボルト ４３，７７，８１，９８ 軸受 ４６，８０，８６，９２，９７ 軸 ５７，１０１ 出力部 ７２，８３ プーリ ７５ タイミングベルト ８４ テンションプーリ ８７ａ，８７ｂ，８９ カバー ８８ 軸受部材 １００ 減速機 Ｘ，Ｙ 空間部 Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊ，Ｋ 軸線 Ｄ 第一の軸 Ｅ 第二の軸 Ｆ 第三の軸 θ1 フランジ部において隣接する取付穴と軸線Ｇとの
なす角 θ2 手首ブラケットにおいて隣接する取付穴と軸線Ｇ
とのなす角1 Robot 2,50 Fixed base 3,51 Revolving base 4,52 First arm 5,53 Second arm 5a Second arm rear end 5b Flange part 6,54 Wrist 6a, 55 First wrist member 6b, 56 Second wrist member 7 Link mechanism 8, 9, 10, 70, 90 Bracket 11,12,13,58 Motor 14,15,16 Reducer 16 Coupling 17,18,24,25,59,60,61, 71,7
3,74 Spur gears 14a, 15a, 21, 22, 23 Output shaft 20 Case 27, 38 Mounting hole 28, 29, 30 Adapter 31, 32, 33, 41, 45, 49, 79, 81, 8
2,91,95,96,99 Bevel gear 34,35,36,42,47,48,85,94 Bearing 37 Wrist bracket 39 Mounting bolt 43,77,81,98 Bearing 46,80,86,92,97 Shaft 57,101 Output part 72,83 Pulley 75 Timing belt 84 Tension pulley 87a, 87b, 89 Cover 88 Bearing member 100 Reducer X, Y Space part A, B, C, G, H, I, J, K Axis D 1st axis E 2nd axis F 3rd axis θ 1 Angle between the mounting hole adjacent to the flange portion and the axis G θ 2 Mounting hole and the axis line G adjacent to each other on the wrist bracket
Angle between
Claims (2)
れたアームと、このアームの先端に取り付けられ、前記
出力軸から供給される駆動力により揺動する手首とを備
えたロボットの手首機構において、 前記アームの先端に、前記出力軸を前記アームの軸線を
中心として同軸をなすように配置するとともに、前記ア
ームの先端面にフランジ部を形成し、このフランジ部
の、前記アームの軸線を中心とする同一円周上に等間隔
で複数個の取付穴を設け、前記取付穴と螺合する取付ボ
ルトにより前記フランジ部に前記手首を取り付けたこと
を特徴とするロボットの手首機構。1. A wrist mechanism of a robot comprising an arm provided with an output shaft driven by a drive source, and a wrist attached to a tip of the arm and swingable by a driving force supplied from the output shaft. In the above, at the tip of the arm, the output shaft is arranged so as to be coaxial with the axis of the arm as a center, and a flange portion is formed on the tip surface of the arm. A wrist mechanism for a robot, wherein a plurality of mounting holes are provided at equal intervals on the same circumference as a center, and the wrist is mounted on the flange portion by mounting bolts screwed into the mounting holes.
に、前記駆動源に最も近い自由度が、前記出力軸に対し
て直交する軸を中心とする揺動であることを特徴とする
請求項１記載のロボットの手首機構。2. The wrist has a plurality of degrees of freedom, and the degree of freedom closest to the drive source is swinging about an axis orthogonal to the output axis. 1. The wrist mechanism of the robot according to 1.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0985673A (en) * | 1995-09-18 | 1997-03-31 | Yaskawa Electric Corp | Arm drive part cooling device for industrial robot |
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