JPH05309587A - Robot arm - Google Patents
Robot armInfo
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- JPH05309587A JPH05309587A JP11638292A JP11638292A JPH05309587A JP H05309587 A JPH05309587 A JP H05309587A JP 11638292 A JP11638292 A JP 11638292A JP 11638292 A JP11638292 A JP 11638292A JP H05309587 A JPH05309587 A JP H05309587A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はロボットアームに関し、
特に、回転移動又は平行移動時にロボットアームに生じ
るたわみ及びたわみ振動を低減し、位置決め精度の向上
を図るものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a robot arm,
In particular, the present invention is intended to improve the positioning accuracy by reducing the flexure and flexural vibration that occur in the robot arm during rotational movement or parallel movement.
【0002】[0002]
【従来の技術】図17は従来のロボットアームの一例を
示している。このロボットアーム1は力学的に等方性を
有する材料からなり、一方の固定端1aを回転移動(矢
印Aで示す。)や平行移動(矢印Bで示す。)を行うロ
ボット本体2の作動体3に取付けると共に、他方の自由
端1bに被搬送物4を把持するロボットハンドからなる
先端取付部材5を取付けている。2. Description of the Related Art FIG. 17 shows an example of a conventional robot arm. The robot arm 1 is made of a mechanically isotropic material, and one of the fixed ends 1a of the robot body 2 is rotationally moved (shown by an arrow A) or translated (shown by an arrow B). 3 is attached to the other free end 1b, and a tip attaching member 5 which is a robot hand for holding the object to be conveyed 4 is attached to the other free end 1b.
【0003】ロボットアーム1が、被搬送物4を把持し
ない状態で、回転移動や平行移動する際には、先端取付
部材5の慣性力が先端取付部材5自体の重心Cを着力点
とする荷重として作用し、重心Cが図中Gで示すロボッ
トアーム1の幾何学的主軸(ロボットアーム1の断面の
図心を結んだ軸線)上にある場合には、曲げの力がロボ
ットアーム1に作用する。そして、この曲げの力によ
り、ロボットアーム1にたわみが発生し、たわみ振動を
生じることになる。When the robot arm 1 rotates or moves in parallel without gripping the object to be conveyed 4, the inertial force of the tip mounting member 5 causes a load having a center of gravity C of the tip mounting member 5 itself as an application point. And the center of gravity C is on the geometric main axis of the robot arm 1 (the axis connecting the centroids of the cross section of the robot arm 1) shown by G in the figure, the bending force acts on the robot arm 1. To do. Then, due to the bending force, the robot arm 1 is flexed, and flexural vibration is generated.
【0004】また、重心Gがロボットアーム1の幾何が
的主軸G上にない場合には、先端取付部材5の慣性力が
ロボットアーム1に曲げねじりの力として作用し、ロボ
ットアーム1にたわみとねじれが発生し、たわみ振動及
びねじれ振動を生じることになる。When the center of gravity G of the robot arm 1 is not on the geometrical main axis G, the inertial force of the tip mounting member 5 acts on the robot arm 1 as a bending and twisting force, causing the robot arm 1 to bend. Twist occurs, which causes flexural vibration and torsional vibration.
【0005】一方、先端取付部材5に被搬送物4を把持
した状態で回転移動、平行移動を行う場合にも、上記の
場合と同様に、先端取付部材5に被搬送もの4を把持し
た状態で重心Dを着力点とする慣性力が作用し、たわみ
振動(図17中の矢印P方向の振動)及びねじれ振動
(図17中の矢印S方向の振動)の原因となる。On the other hand, when the object 4 to be conveyed is held by the tip mounting member 5 and is rotated or translated, the object 4 to be conveyed is held by the tip mounting member 5 as in the above case. At this point, an inertial force having the center of gravity D as an application point acts, and causes flexural vibration (vibration in the direction of arrow P in FIG. 17) and torsional vibration (vibration in the direction of arrow S in FIG. 17).
【0006】従来、これらのたわみ振動及びねじれ振動
により、ロボットアーム1の停止位置精度が低下し、被
搬送物4の把持を正確に行うことが困難であり、また、
把持した被搬送物4を正確に所定の位置の置くことがで
きなかった。特に、高精度又は高速度を要求される場合
や、剛性が低いロボットアームでは上記振動の影響が大
きい。Conventionally, due to the flexural vibration and the torsional vibration, the accuracy of the stop position of the robot arm 1 is lowered, and it is difficult to accurately grasp the object 4 to be conveyed.
The grasped transported object 4 could not be accurately placed at a predetermined position. In particular, when high precision or high speed is required or in a robot arm having low rigidity, the influence of the vibration is great.
【0007】これに対して、ロボットアームの剛性を高
めることにより上記慣性力による荷重が作用しても、た
わみが発生するのを防止することが考えられる。On the other hand, by increasing the rigidity of the robot arm, it is possible to prevent the occurrence of bending even when the load due to the inertial force acts.
【0008】また、回転移動又は平行移動の開始時及び
終了時にロボットアーム1の移動速度を調整することに
より、たわみ振動を低減する方法が提案されている。即
ち、回転又は平行移動の開始時及び終了時における加減
速度を小さくすることにより、慣性力を小さくし、よっ
て、たわみ及びたわみ振動の発生の原因となる荷重を低
減する方法が提案されている。Further, there has been proposed a method of reducing the flexural vibration by adjusting the moving speed of the robot arm 1 at the start and end of the rotational movement or the parallel movement. That is, a method has been proposed in which the inertial force is reduced by reducing the acceleration / deceleration at the start and end of the rotation or parallel movement, thereby reducing the load that causes the flexure and flexural vibration.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにロボットアームの剛性を高める方法では、重量が
増加してしまい、特に、高速で移動するロボットアーム
には不向きである。更に、剛性をいくら高めても、たわ
みを完全に“0”とすることは不可能である。また、上
記のようにたわみ振動のために移動速度を調節する方法
では、構造や制御が複雑となり、ロボットの製造や作動
に必要なコストが増加してしまう。However, the method of increasing the rigidity of the robot arm as described above increases the weight and is not suitable for a robot arm which moves at high speed. Furthermore, it is impossible to completely set the deflection to "0" no matter how much the rigidity is increased. Further, the method of adjusting the moving speed due to the flexural vibration as described above complicates the structure and control, and increases the cost required for manufacturing and operating the robot.
【0010】本発明は、上記のような従来のロボットア
ームにおけるたわみ及びたわみ振動の問題を解決するた
めになされたものであって、ロボットアームの重量を増
加させることなく、回転移動及び平行移動時のたわみ及
びたわみ振動を低減し、制御機構の簡略化及びロボット
アームの軽量化を図るものである。The present invention has been made in order to solve the problems of flexure and flexural vibration in the conventional robot arm as described above. When the robot arm is rotated and translated, the weight of the robot arm is not increased. It is intended to reduce the flexure and flexural vibration of the robot, simplify the control mechanism, and reduce the weight of the robot arm.
【0011】[0011]
【課題を解決するための手段】本発明は以下に示すよう
な原理に基づいてなされたものである。少なくとも一部
分に繊維強化複合材料等の異方性材料を用いて形成した
円筒又は中実のロボットアームにおいて、上記異方性材
料中の強化繊維のロボットアームの幾何学的主軸に対す
る角度(繊維角度)を周方向で部分的に、かつ、厚さ方
向の少なくとも一部分で異ならせると、ロボットアーム
の先端においてロボットアームの幾何学的主軸と直交す
る任意の直線(以下、基準軸という。)上には、その両
側でロボットアームの繊維構成が対象となる場合を除
き、荷重を加えてもロボットアーム先端においてねじれ
を生じるがたわみを生じないような作用点(以下、非た
わみ点という。)が存在する。The present invention has been made based on the following principle. In a cylindrical or solid robot arm formed at least in part by using an anisotropic material such as a fiber-reinforced composite material, the angle (fiber angle) of the reinforcing fiber in the anisotropic material with respect to the geometric main axis of the robot arm. Are partially different in the circumferential direction and at least in a part in the thickness direction, on the arbitrary straight line (hereinafter referred to as a reference axis) orthogonal to the geometric main axis of the robot arm at the tip of the robot arm. Except when the fiber configuration of the robot arm is the target on both sides, there is a point of action (hereinafter referred to as a non-deflection point) that causes twisting but does not cause bending at the tip of the robot arm even when a load is applied. ..
【0012】また、この非たわみ点の位置は繊維角度、
繊維角度を異ならせる位置の配置等を変更することによ
り、適宜に設定することができる。The position of this non-deflection point is the fiber angle,
The fiber angle can be appropriately set by changing the arrangement of the positions where the fiber angles are different.
【0013】例えば、図18及び図19に示す繊維強化
樹脂からなるパイプ状構造物8では、その幾何学的主軸
Gと一致するように円柱座標[(r,θ,Z)系座標]を設定
し、Z座標及びr座標に関係なく、0°≦θ<180°
の部分8aでは繊維Fの角度(繊維角度)をα=30°と
する一方、180°≦θ<360°の部分8bでは繊維
角度をβ=−30°としている。For example, in the pipe-shaped structure 8 made of fiber reinforced resin shown in FIGS. 18 and 19, the cylindrical coordinates [(r, θ, Z) system coordinates] are set so as to coincide with the geometric main axis G thereof. However, 0 ° ≦ θ <180 ° regardless of the Z coordinate and r coordinate
The angle of the fiber F (fiber angle) is α = 30 ° in the portion 8a, while the fiber angle is β = −30 ° in the portion 8b where 180 ° ≦ θ <360 °.
【0014】このパイプ状構造物8を図20に示すよう
に、Z軸が水平となるように一端を固定端8c、他端を
自由端8dとし、その先端に対して鉛直方向下向きに荷
重を付加する。ここで、上記した図18に示すように、
パイプ状構造物8の先端部分においてパイプ状構造物8
の幾何学的主軸G(Z軸)に直交する軸、即ち基準軸M
としてθ=0゜の直線を取り、この基準軸Mが水平とな
るように固定端8cを固定する。As shown in FIG. 20, one end of this pipe-shaped structure 8 is a fixed end 8c and the other end is a free end 8d so that the Z-axis is horizontal, and a load is applied vertically downward to the end thereof. Add. Here, as shown in FIG.
At the tip of the pipe-shaped structure 8, the pipe-shaped structure 8
Axis orthogonal to the geometrical principal axis G (Z axis) of, that is, the reference axis M
Then, a straight line of θ = 0 ° is taken, and the fixed end 8c is fixed so that the reference axis M becomes horizontal.
【0015】また、基準軸Mの原点をZ軸との交点に設
定すると共に、この基準軸Mの正負は、パイプ状構造物
8のθ座標が正の領域において、強化繊維Fと幾何学的
主軸Gが、自由端8d側で鋭角をなす方向を正とする。
基準軸M上で、鉛直方向の荷重を負荷する位置を変化さ
せていくと、図21に示すように、自由端8dのたわ
み、或いは、自由端8dの荷重方向に対する変位が0と
なる非たわみ点Qが存在する。即ち、図22に示すよう
に、非たわみ点Qに矢印Rで示すように鉛直荷重が作用
すると、パイプ状構造物8にねじれが生じて基準軸はM
で示す水平状態からM’に示す状態に回転するが、パイ
プ状構造物8の自由端8dには、鉛直方向の変位、即
ち、たわみは生じない。Further, the origin of the reference axis M is set at the intersection with the Z axis, and whether the reference axis M is positive or negative is determined in a region where the θ coordinate of the pipe-shaped structure 8 is positive and the geometrical relationship with the reinforcing fiber F. The direction in which the main axis G forms an acute angle on the free end 8d side is positive.
When the position for applying a vertical load is changed on the reference axis M, as shown in FIG. 21, the deflection of the free end 8d or the non-deflection in which the displacement of the free end 8d with respect to the load direction becomes zero. There is a point Q. That is, as shown in FIG. 22, when a vertical load is applied to the non-deflection point Q as shown by an arrow R, the pipe-shaped structure 8 is twisted and the reference axis is M.
Although it rotates from the horizontal state shown in to the state shown in M ', the free end 8d of the pipe-shaped structure 8 is not displaced in the vertical direction, that is, does not bend.
【0016】一方図23に示すように、上記繊維角度
α、βをβ=−αの関係を維持しつつ0゜〜90゜の種
々の角度に変更すると、この繊維角度α、βにより非た
わみ点Qの原点からの位置、即ち、幾何学的主軸Gから
の距離は変化する。On the other hand, as shown in FIG. 23, when the fiber angles α and β are changed to various angles of 0 ° to 90 ° while maintaining the relation of β = -α, the fiber angles α and β do not bend. The position of the point Q from the origin, that is, the distance from the geometric main axis G changes.
【0017】更に具体的には、上記図18及び図19に
示す例のように、0°≦θ<180°の部分8aと18
0°≦θ<360°の部分8bとで繊維角度を異ならせ
る場合には、基準軸上の非たわみ点Qの原点からの位置
は、l=(−π・S11・L)/(3S16)で表される。
ここでS11、S16は用いる繊維強化複合材料の種類及び
積層構成により定まる定数である。More specifically, as in the example shown in FIGS. 18 and 19, the portions 8a and 18 satisfying 0 ° ≦ θ <180 °.
When the fiber angle is made different in the portion 8b where 0 ° ≦ θ <360 °, the position of the non-deflection point Q on the reference axis from the origin is l = (− π · S 11 · L) / (3S 16 ).
Here, S 11 and S 16 are constants determined by the type of fiber-reinforced composite material used and the laminated structure.
【0018】本発明は上記のように力学的異方性を有す
る材料の組合わせからなり特異な変形挙動を示すパイプ
状構造物をロボットアームに使用することを特徴とする
ものである。The present invention is characterized in that a pipe-like structure, which is made of a combination of materials having mechanical anisotropy as described above and exhibits peculiar deformation behavior, is used for a robot arm.
【0019】即ち、本発明は、一端の固定端を作動体に
連結すると共に、他端の自由端に被搬送物把持用のロボ
ットハンドあるいは作業用のガンスプレー等の先端取付
部材を連結するロボットアームであって、少なくとも一
部分に異方性を有する材料を用いて、該ロボットアーム
の移動方向と直交する軸上の点で、上記移動方向の荷重
が作用してもロボットアーム先端においてねじれを生じ
るがたわまないような作用点である非たわみ点を、上記
先端取付部材の重心と一致するように設定していること
を特徴とするロボットアームを提供するものである。That is, according to the present invention, the robot has one fixed end connected to the actuating member and the other end free end connected to a robot hand for grasping an object to be conveyed or a gun spray for working. An arm, which is made of a material having anisotropy in at least a part thereof, causes a twist at the tip of the robot arm at a point on an axis orthogonal to the moving direction of the robot arm even if a load in the moving direction is applied. The present invention provides a robot arm characterized in that a non-deflecting point, which is an action point that does not bend, is set so as to coincide with the center of gravity of the tip mounting member.
【0020】また、本発明は、一端の固定端を作動体に
連結すると共に、他端の自由端に被搬送物把持用のロボ
ットハンドあるいは作業用のガンスプレー等の先端取付
部材を連結するロボットアームであって、少なくとも一
部分に異方性を有する材料を用いて、上記非たわみ点を
上記先端取付部材と該先端取付部材が把持する被搬送物
とを合わせた重心と一致するようにしていることを特徴
とするロボットアームを提供するものである。Further, according to the present invention, the robot has one end fixed to the actuating body and the other end free end connected to a robot hand for gripping a transported object or a tip attaching member such as a gun spray for working. The arm is made of a material having anisotropy in at least a part thereof, and the non-deflection point is made to coincide with the center of gravity of the tip mounting member and the transported object held by the tip mounting member. The present invention provides a robot arm characterized by the above.
【0021】具体的には、上記ロボットアームでは、形
成材料として繊維強化複合材料を用い、該繊維強化複合
材料の繊維角度を周方向で部分的に、かつ、厚さ方向の
少なくとも一部分で異ならせて、非たわみ点を上記した
所定位置に設定することが好ましい。更に、本発明で
は、上記した非たわみ点が、上記先端取付部材の重心、
又は、上記先端取付部材と該先端取付部材が把持する被
搬送物とを合わせた重心に一致するように、先端取付部
材に付加質量を取付けてもよい。Specifically, in the robot arm, a fiber-reinforced composite material is used as a forming material, and the fiber angles of the fiber-reinforced composite material are partially different in the circumferential direction and at least partially in the thickness direction. Therefore, it is preferable to set the non-deflection point at the above-mentioned predetermined position. Further, in the present invention, the non-deflection point described above is the center of gravity of the tip mounting member,
Alternatively, an additional mass may be attached to the tip attaching member so that the center of gravity of the tip attaching member and the conveyed object held by the tip attaching member coincides with the center of gravity.
【0022】上記繊維強化複合材料としては、補強繊維
としてガラス繊維、炭素繊維、各種有機繊維、アルミナ
繊維、炭化ケイ素繊維、金属繊維及び/又はそれらの混
合物からなる繊維、織布あるいはマット等を用い、樹脂
としてポリアミド、エポキシ、ポリエステル等の樹脂を
用いた繊維強化樹脂が好適に用いられる。As the fiber-reinforced composite material, glass fiber, carbon fiber, various organic fibers, alumina fiber, silicon carbide fiber, metal fiber and / or a fiber made of a mixture thereof, a woven cloth, a mat or the like is used as the reinforcing fiber. A fiber reinforced resin using a resin such as polyamide, epoxy or polyester as the resin is preferably used.
【0023】尚、ロボットアーム全体を上記繊維強化樹
脂で形成しても良いし、繊維強化樹脂の他に繊維強化ゴ
ム、繊維強化金属、配向性を有するゴム等の異方性を有
する材料及び/又は繊維を含有しない樹脂やゴム等の等
方性材料を一部に組み合わせてもよい。さらに、上記し
た材料からなるロボットアームの構成は軸方向の全長に
おいて同一としても良いし、あるいは、軸方向において
構成を変えることも可能である。本発明においては、少
なくとも一部に異方性材料用いることにより、ロボット
アームの非たわみ点を上記した所定位置に設定できるも
のであれば、アームの材料及び構成は限定されない。The entire robot arm may be formed of the above-mentioned fiber reinforced resin, and in addition to the fiber reinforced resin, an anisotropic material such as fiber reinforced rubber, fiber reinforced metal, orientated rubber, and / or the like. Alternatively, an isotropic material such as resin or rubber that does not contain fibers may be partially combined. Further, the robot arm made of the above-mentioned materials may have the same length in the axial direction, or the structure may be changed in the axial direction. In the present invention, the material and configuration of the arm are not limited as long as the non-deflection point of the robot arm can be set at the above-mentioned predetermined position by using at least a part of the anisotropic material.
【0024】[0024]
【作用】上記したように、本発明に係るロボットアーム
では、上記した非たわみ点が先端取付部材の重心と一致
するように設定する場合には、回転移動や平行移動の開
始時、停止時にロボットアームにたわみが生じることが
なく、上記作業用先端取付部材が被搬送物を把持する際
の位置決め精度が向上する。As described above, in the robot arm according to the present invention, when the non-deflection point is set to coincide with the center of gravity of the tip mounting member, the robot arm is started or stopped when the rotational movement or the parallel movement is started. The arm is not bent, and the positioning accuracy when the work tip mounting member grips the transported object is improved.
【0025】また、ロボットアームの非たわみ点を先端
取付部材と該先端取付部材に把持された被搬送物を合わ
せた重心を通るように設定した場合には、上記の場合と
同様に搬送物を把持した状態で移動の開始時や停止時に
たわみ振動が生じることがなく、先端取付部材に把持し
た被搬送物を所定の位置に置く際の位置決め精度が向上
する。更に、ロボットアームの非たわみ点が、上記先端
取付部材の重心、又は、先端取付部材と被搬送物とを合
わせた重心に一致するように、先端取付部材に付加質量
を取付けた場合には、上記の場合と同様に移動の開始時
や停止時にたわみ振動が生じることがなく、位置決め精
度が向上する。Further, when the non-deflection point of the robot arm is set so as to pass through the center of gravity of the tip attaching member and the conveyed object gripped by the tip attaching member, the conveyed article is moved in the same manner as in the above case. Flexural vibration does not occur at the time of starting or stopping the movement in the gripped state, and the positioning accuracy at the time of placing the transported object gripped by the tip mounting member at a predetermined position is improved. Furthermore, when the additional mass is attached to the tip mounting member so that the non-deflection point of the robot arm matches the center of gravity of the tip mounting member or the center of gravity of the tip mounting member and the transported object, Similar to the above case, flexural vibration does not occur at the time of starting or stopping the movement, and the positioning accuracy is improved.
【0026】[0026]
【実施例】次に、図面に示す実施例に基づき本発明につ
いて詳細に説明する。図1に示す本発明の第1実施例に
おいて、ロボット11は塗装に使用するタイプのもので
あって、矢印Aで示すように、本体12上に軸線Hまわ
りに回転する作動体を構成する回転部13を設け、この
回転部13の端面13aにロボットアーム15の端部を
取付けて固定端15aとする一方、ロボットアーム15
の他方の端部を先端取付部材として塗装用のスプレーガ
ン16を取付けた自由端15bとしている。また、スプ
レーガン16には、塗料タンク16aを取付けている。
スプレーガン16の重量の重心Jは、上記付加質量16
aの重量のためロボットアーム15の先端において、幾
何学的主軸Gと直交方向下方側にl1=325mm離れて
位置している。Next, the present invention will be described in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. In the first embodiment of the present invention shown in FIG. 1, the robot 11 is of a type used for painting, and as shown by an arrow A, rotation that constitutes an operating body that rotates around an axis H on the main body 12. A portion 13 is provided, and the end portion of the robot arm 15 is attached to the end surface 13a of the rotating portion 13 to form a fixed end 15a.
The other end is used as a tip attachment member to form a free end 15b to which a spray gun 16 for painting is attached. A paint tank 16a is attached to the spray gun 16.
The center of gravity J of the weight of the spray gun 16 is the above-mentioned additional mass 16
Due to the weight of a, the robot arm 15 is located at the tip of the robot arm 15 on the lower side in the direction orthogonal to the geometrical main axis G at a distance of l 1 = 325 mm.
【0027】上記ロボットアーム15はFRP(炭素繊
維強化エポキシ樹脂)からなるパイプ状であり、図2に
示すように上記固定端15aから自由端15bまでの長
さLを400mm、内径IDを16mm、外径ODを19mm
として、この寸法において自由端15bを通り、かつ、
上記回転移動の方向A及びロボットアーム15の幾何学
的主軸Gと直交する基準軸M上の非たわみ点Qが上記ス
プレーガン16の重心Jと一致するように材質、繊維角
度、及び繊維角度を異ならせる部分を設定している。The robot arm 15 is in the form of a pipe made of FRP (carbon fiber reinforced epoxy resin). As shown in FIG. 2, the length L from the fixed end 15a to the free end 15b is 400 mm and the inner diameter ID is 16 mm. Outer diameter OD is 19mm
As, through this free end 15b, and
The material, the fiber angle, and the fiber angle are set so that the non-deflection point Q on the reference axis M orthogonal to the rotational movement direction A and the geometric main axis G of the robot arm 15 coincides with the center of gravity J of the spray gun 16. The different parts are set.
【0028】即ち、幾何学的主軸GとZ軸が一致するよ
うに円柱座標系をとると、図3(A)から図3(C)に
示すようにZ座標及びr座標に関係なく、90°≦θ<
270°の部分15cでは繊維角度をα=30°とする
一方、0°≦θ<90゜及び270゜<θ<360°の
部分15dでは繊維角度をβ=−30°としており、上
記部分15c、15dはプリプレグシートを12層積層
して構成している。That is, if a cylindrical coordinate system is set so that the geometric main axis G and the Z axis coincide with each other, as shown in FIGS. 3 (A) to 3 (C), regardless of the Z coordinate and the r coordinate, 90 ° ≤ θ <
The fiber angle is α = 30 ° in the 270 ° portion 15c, while the fiber angle is β = -30 ° in the portion 15d in which 0 ° ≦ θ <90 ° and 270 ° <θ <360 °. , 15d are formed by laminating 12 layers of prepreg sheets.
【0029】上記ロボットアーム15の製法は、マンド
レル上に、それぞれ繊維角度がα、βとなるように裁断
した半周長さのプリプレグシートを、上記部分15c、
15dにおいて順に積層した後にラッピングテープを螺
旋状に巻付けて加圧し、その後、オーブンでキュアリン
グして製造している。上記のように製造したロボットア
ーム15は、同じ繊維角度のプリプレグを積層した場合
には、弾性率がExx=11100Kg/mm2,Ey
y=880.8Kg/mm2,Exy=516.8Kg
/mm2であり、ポアソン比がνxy=0.288とな
る。The manufacturing method of the robot arm 15 is as follows. The mandrel is cut into prepreg sheets having a half circumference length so that the fiber angles are α and β, respectively.
After being laminated in order at 15d, a wrapping tape is spirally wound and pressed, and then cured in an oven to manufacture. The robot arm 15 manufactured as described above has an elastic modulus Exx = 11100 Kg / mm 2 , Ey when prepregs having the same fiber angle are laminated.
y = 880.8 Kg / mm 2 , Exy = 516.8 Kg
/ Mm 2 and the Poisson's ratio is νxy = 0.288.
【0030】第1実施例のロボットアーム15では、上
記のように周方向の一部分の繊維角度を他の部分と異な
らせることにより、ロボットアーム15の回転方向及び
幾何学的主軸Gと直交する方向の基準軸M上の非たわみ
点Qをスプレーガン16の重心Jと一致させている。こ
の基準軸M上の非たわみ点Qに対して、幾何学的主軸G
及び基準軸と直交する方向に荷重を負荷して、曲げねじ
りの力を加えると、アーム先端においてねじれを生じる
がたわみを生じないという特異な変形挙動を示すのは、
前述した通りである。In the robot arm 15 of the first embodiment, the fiber angle of one part in the circumferential direction is made different from that of the other part as described above, so that the rotation direction of the robot arm 15 and the direction orthogonal to the geometric main axis G are orthogonal to each other. The non-deflection point Q on the reference axis M of is matched with the center of gravity J of the spray gun 16. For the non-deflected point Q on the reference axis M, the geometric main axis G
And, when a load is applied in the direction orthogonal to the reference axis and a bending and twisting force is applied, the peculiar deformation behavior that a twist occurs at the tip of the arm but no bending occurs is shown.
As described above.
【0031】従って、第1実施例のロボットアーム15
では回転部13が回転移動を開始したり、あるいは、回
転を停止する場合、スプレーガン16の慣性力は重心J
に作用し、その作用方向は回転方向Aと同じであるか
ら、非たわみ点Qに荷重が加えられて曲げねじりされる
状態となるが、ロボットアーム15は、ねじれは生じる
がたわみが生じることはない。そのため、ねじれ振動は
生じてもたわみ振動が生じることがなく、アーム先端の
所定の停止位置への停止精度が向上し、所定位置に設け
られた被塗装材に対してスプレーガン16が正確な位置
から塗装を行うことができる。Therefore, the robot arm 15 of the first embodiment.
Then, when the rotating unit 13 starts rotating movement or stops rotating, the inertial force of the spray gun 16 is the center of gravity J.
Since the action direction is the same as the rotation direction A, a load is applied to the non-deflection point Q to bend and twist the robot arm 15, but the robot arm 15 is twisted but does not bend. Absent. Therefore, even if torsional vibration occurs, flexural vibration does not occur, the accuracy of stopping the arm tip at a predetermined stop position is improved, and the spray gun 16 is accurately positioned relative to the material to be coated provided at the predetermined position. Can be painted from.
【0032】図4に示すように、上記第1実施例におい
て、先端取付部材としてスプレーノズル16の代わりに
ロボットハンド17を設けてもよい。また、図4に示す
例では、付加質量18を取付けている。この付加質量1
8は、その自体の質量及び幾何学的主軸Gから距離を適
切に設定することにより、重心を幾何学的主軸Gからず
らせる役割を果たしている。この図4に示す構成におい
て、回転方向A及び幾何学的主軸Gと直交する基準軸M
上の非たわみ点Qをロボットハンド17と付加質量18
を合わせた重量の重心J'と一致するように繊維角度及
び積層構成を設定した場合には、上記した場合と同様に
ロボットハンド17の回転移動の開始時及び停止時にた
わみ振動を生じることはない。そのため、ロボットハン
ド17の被搬送物(図示せず)を把持する際の位置決め精
度が向上する。As shown in FIG. 4, in the first embodiment, a robot hand 17 may be provided as the tip mounting member instead of the spray nozzle 16. Moreover, in the example shown in FIG. 4, the additional mass 18 is attached. This additional mass 1
The numeral 8 serves to shift the center of gravity from the geometric main axis G by appropriately setting the mass of itself and the distance from the geometric main axis G. In the configuration shown in FIG. 4, the reference axis M orthogonal to the rotation direction A and the geometrical principal axis G is used.
The upper non-deflection point Q is connected to the robot hand 17 and the additional mass 18
When the fiber angle and the stacking configuration are set so as to match the center of gravity J ′ of the combined weight, the flexural vibration does not occur at the start and stop of the rotational movement of the robot hand 17 as in the case described above. .. Therefore, the positioning accuracy of the robot hand 17 when gripping an object (not shown) to be conveyed is improved.
【0033】図5に示す本発明の第2実施例では、ロボ
ット20は被搬送物21を搬送するタイプのものであっ
てレール22上を、作動体を構成する移動体23が駆動
機構(図示せず)により往復移動する構成であり、ロボッ
トアーム24の一方の端部を上記移動体23に取付けて
固定端24aとする一方、他方の端部を自由端24bと
して、該自由端24bに先端取付部材としてつまみ型の
指を備えたロボットハンド25を取付けている。また、
ロボットハンド25には、重心を幾何学的主軸Gからず
らせるための付加質量27を取付けている。上記第2実
施例のロボット20は、第7図中右側上方のストッカー
(図示せず)にストックされた被搬送物21を図中左方の
パレット26内の所定の位置に搬送する構成としてい
る。In the second embodiment of the present invention shown in FIG. 5, the robot 20 is of a type that conveys an object to be conveyed 21, and on a rail 22, a moving body 23 constituting an operating body is a driving mechanism (see FIG. (Not shown), the robot arm 24 is reciprocated, and one end of the robot arm 24 is attached to the moving body 23 to form a fixed end 24a, while the other end is a free end 24b and a tip is provided to the free end 24b. A robot hand 25 having a knob-shaped finger as an attachment member is attached. Also,
The robot hand 25 is attached with an additional mass 27 for shifting the center of gravity from the geometrical main axis G. The robot 20 of the second embodiment is a stocker on the upper right side in FIG.
The objects to be transported 21 stocked (not shown) are transported to a predetermined position in a pallet 26 on the left side in the figure.
【0034】上記ロボットアーム24は、図6に示すよ
うに、300゜≦θ<0゜及び0≦θ<60゜の部分2
4aでは、内側から繊維角度が0゜の層を1層、繊維角
度が30゜の層を10層及び繊維角度が0゜の層を1層
順次積層している。また、120゜≦θ<240゜の部
分24bでは、内側から繊維角度が0゜の層を1層、繊
維角度が−30゜の層を10層及び繊維角度が0゜の層
を1層順次積層している。一方、60゜≦θ<120゜
の部分24c及び240゜≦θ<300゜の部分24d
では、内側から繊維角度が0゜の層を12層積層してい
る。As shown in FIG. 6, the robot arm 24 has a portion 2 where 300 ° ≦ θ <0 ° and 0 ≦ θ <60 °.
In 4a, one layer having a fiber angle of 0 °, 10 layers having a fiber angle of 30 ° and one layer having a fiber angle of 0 ° are sequentially laminated from the inside. Further, in the portion 24b where 120 ° ≦ θ <240 °, one layer having a fiber angle of 0 °, 10 layers having a fiber angle of −30 ° and one layer having a fiber angle of 0 ° are sequentially arranged from the inside. It is stacked. On the other hand, a portion 24c of 60 ° ≦ θ <120 ° and a portion 24d of 240 ° ≦ θ <300 °
Then, 12 layers having a fiber angle of 0 ° are laminated from the inside.
【0035】ロボットアーム24の長さ、内径、外径そ
の他の構成は、上記第1実施例と同様であり、上記のよ
うにロボットアーム24は、その周方向の一部で、か
つ、該一部分の厚さ方向の一部分で上記のように繊維角
度を異ならせることより、矢印Bで示すロボットアーム
24の移動方向及びこのロボットアーム24の幾何学的
主軸Gと直交する基準軸M上の非たわみ点Qが、上記ロ
ボットハンド25と被搬送物21と付加質量27を合わ
せた重量の重心Kと一致するように設定している。The length, inner diameter, outer diameter, and other configurations of the robot arm 24 are the same as those of the first embodiment. As described above, the robot arm 24 is a part of the circumferential direction of the robot arm 24 and a part thereof. By making the fiber angles different in a part of the thickness direction of the robot arm 24 as described above, the non-deflection on the reference axis M orthogonal to the moving direction of the robot arm 24 indicated by the arrow B and the geometric main axis G of the robot arm 24 is shown. The point Q is set to coincide with the center of gravity K of the total weight of the robot hand 25, the transported object 21, and the additional mass 27.
【0036】そのため、第2実施例では、ロボットハン
ド25が被搬送物21を保持した状態で移動を開始する
時や移動を停止する時、ロボットハンド25と被搬送物
21と付加質量27の慣性力が非たわみ点Qに作用し、
ロボットアーム24にはこの非たわみ点Qに荷重が加え
られて曲げねじりされる状態となる。そのため、ロボッ
トアーム24の先端は、たわみを生じることはなく、従
って、たわみ振動の発生を防止することができる。その
ため、ロボットアーム24が図中矢印Lで示す方向に移
動してきてパレット26上で停止する場合、たわみ振動
が生じないため、被搬送物21を高い精度でパレット2
6の所定の位置に置くことができる。Therefore, in the second embodiment, when the robot hand 25 starts moving while holding the transported object 21 or stops the movement, the inertia of the robot hand 25, the transported object 21, and the additional mass 27 is increased. Force acts on the non-deflected point Q,
A load is applied to the non-deflection point Q of the robot arm 24, and the robot arm 24 is bent and twisted. Therefore, the tip of the robot arm 24 does not bend, and therefore flexural vibration can be prevented. Therefore, when the robot arm 24 moves in the direction indicated by the arrow L in the figure and stops on the pallet 26, flexural vibration does not occur, so that the transported object 21 can be moved to the pallet 2 with high accuracy.
It can be placed in place of 6.
【0037】本発明は上記した実施例に限定されるもの
ではなく種々の変形が可能である。例えば、上記の実施
例では、付加質量は単に重心を幾何学的主軸からずらす
ためにのみ使用していたが、ロボットアームの繊維角
度、積層構成を予め決めておいて、その場合の非たわみ
点と重心が一致するように付加質量の位置及び重量を設
定してもよい。また、ロボットアームの材質としては上
記FRPに限定されるものではなく、繊維強化ゴム、繊
維強化金属、異方性を有するゴム等を組み合わせて使用
することも可能である。また、ロボットアームの長さ、
外径、内径等の形状は任意に決定することができる。さ
らに、ロボットアームの自由端側に取付ける作業用先端
取付部材も上記の例に限定されるものではなく、周知の
種々の構造のはさみ型の指やつまみ型の指を備えたロボ
ットハンド、あるいは、真空力や磁気力を応用した吸着
型のロボットハンド等からなる先端取付部材を取付けて
もよい。更に、作業用の取付部材として、溶接用のガン
や各種センサー等種々の作業を行うものを取付け得るこ
とはいうまでもない。The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but various modifications can be made. For example, in the above embodiment, the additional mass is used only to shift the center of gravity from the geometrical principal axis, but the fiber angle of the robot arm and the stacking configuration are predetermined, and the non-deflection point in that case is used. The position and weight of the additional mass may be set so that the center of gravity coincides with. Further, the material of the robot arm is not limited to the above FRP, and fiber reinforced rubber, fiber reinforced metal, rubber having anisotropy, etc. can be used in combination. Also, the length of the robot arm,
The shape such as the outer diameter and the inner diameter can be arbitrarily determined. Further, the work tip attachment member attached to the free end side of the robot arm is not limited to the above example, and a robot hand including scissor fingers or finger fingers of various known structures, or You may attach the front end attachment member which consists of a suction type robot hand etc. which apply a vacuum force or a magnetic force. Further, it goes without saying that as a work mounting member, a welding gun, various sensors, and other devices that perform various work can be mounted.
【0038】《実験例》ロボットアームの少なくとも一
部分に異方性を有する材料を用いて構成すると、このロ
ボットアームには、幾何学的主軸と直交する基準軸上
に、荷重が作用してもロボットアーム先端において、ね
じれを生じるがたわまないような作用点である非たわみ
点が存在すること、及び、ロボットアームの任意の基準
軸上の非たわみ点を任意に設定可能であることを下記の
実験により確かめた。<Experimental Example> If at least a part of the robot arm is made of a material having anisotropy, the robot arm will have a reference axis orthogonal to the geometrical main axis even if a load acts on the robot arm. At the tip of the arm, there is a non-deflection point that is a point of action that causes twisting but does not bend, and that the non-deflection point on any reference axis of the robot arm can be set arbitrarily It was confirmed by the experiment.
【0039】以下の実験では、下記の類型1,2及び3
のいずれかに該当するロボットアームを用いて実験を行
った。また、各類型のロボットアームはプリプレグシー
トを12層積層して、内径IDを16mm、外径ODを
19mmとする共に、材質は全ては炭素繊維強化エポキ
シ樹脂としている。In the following experiments, the following types 1, 2 and 3
Experiments were performed using a robot arm corresponding to any of the above. Each type of robot arm has 12 layers of prepreg sheets laminated to have an inner diameter ID of 16 mm and an outer diameter OD of 19 mm, and is made of carbon fiber reinforced epoxy resin.
【0040】類型1:部分a1(0゜≦θ<180゜) (図7) 繊維角度α1゜を12層積層 部分b1( 180゜≦θ<360゜) 繊維角度−α1゜を12層積層Type 1: Part a1 (0 ° ≦ θ <180 °) (FIG. 7) 12 layers of fiber angle α1 ° laminated part b1 (180 ° ≦ θ <360 °) laminated 12 layers of fiber angle −α1 °
【0041】 類型2:部分a2(30゜≦θ<150゜) (図8) 繊維角度α2゜を12層積層 部分a2’(210゜≦θ<330゜) 繊維角度−α2゜を12層積層 部分b2(150゜≦θ<210゜) 部分b2’(0゜≦θ<30゜又は330゜≦θ<36
0゜) 内側から6層の繊維角度β2゜、6層を繊維角度−β2
゜Type 2: Part a2 (30 ° ≦ θ <150 °) (FIG. 8) 12 layers of fiber angle α2 ° laminated Part a2 ′ (210 ° ≦ θ <330 °) laminated 12 layers of fiber angle −α2 ° Part b2 (150 ° ≦ θ <210 °) Part b2 ′ (0 ° ≦ θ <30 ° or 330 ° ≦ θ <36
0 °) Fiber angle β2 ° of 6 layers from inside, fiber angle −β2 of 6 layers
゜
【0042】 類型3:部分a3(30゜≦θ<150゜) (図9) 内側から0゜の層を(6−n/2)層、α3
゜の層をn層、0゜の層を(6−n/2)層 部分a3’(210゜≦θ<330゜) 内側から0゜の層を(6−n/2)層、−α3゜の層を
n層、0゜の層を(6−n/2)層 部分b3(150゜≦θ<210゜) 部分b3’(0゜≦θ<30゜又は330゜≦θ<36
0゜) 0゜の層を12層積Type 3: Part a3 (30 ° ≦ θ <150 °) (FIG. 9) A layer of 0 ° from the inside is a (6-n / 2) layer, α3
A layer of 0 ° is an n-layer, a layer of 0 ° is a (6-n / 2) layer, part a3 ′ (210 ° ≦ θ <330 °), a layer of 0 ° from the inside is a (6-n / 2) layer, -α3 N layers for 0 ° layers and (6-n / 2) layers for 0 ° layers Part b3 (150 ° ≦ θ <210 °) Part b3 ′ (0 ° ≦ θ <30 ° or 330 ° ≦ θ <36
0 degree) 12 degree layer product
【0043】まず、第1の実験として、少なくとも一部
分に異方性を有する材料を用いて形成したロボットアー
ムでは、幾何学的主軸と直交する基準軸上に、荷重が作
用してもロボットアーム先端においてはねじれを生じる
がたわまないような作用点である非たわみ点が存在する
ことを確認する実験を行った。First, as a first experiment, in a robot arm formed by using a material having anisotropy in at least a part thereof, even if a load acts on a reference axis orthogonal to the geometric main axis, the tip of the robot arm An experiment was conducted to confirm that there is a non-deflecting point that is a point of action that causes twisting but does not bend.
【0044】実験方法は、下記の実験例1,2及び3に
ついて、上記した図20に示すように一端を固定端とし
て長さ400mm突出した状態とし、図10に示すような
治具31を使用して、この治具31の棒部31aに30
0gの重り30をつるし、上記図7から図9に示す基準
軸M上で重り30の位置を変えることにより荷重位置の
幾何学的主軸Gからの距離l3を変化させてロボットア
ーム29の先端部分での鉛直方向変位、即ち、たわみを
調べた。 実験例1:上記類型1においてα1=30゜に設定 実験例2:上記類型2においてα2=30゜、β2=0
゜に設定 実験例3:上記類型3においてα3=30゜n=10に
設定The experimental method was as follows. In Experimental Examples 1, 2 and 3, the one end was fixed and the projecting length was 400 mm as shown in FIG. 20, and the jig 31 as shown in FIG. 10 was used. Then, the rod portion 31a of the jig 31 is
The weight 30 of 0 g is hung, and the position of the weight 30 is changed on the reference axis M shown in FIGS. 7 to 9 to change the distance l 3 of the load position from the geometrical main axis G, and the tip of the robot arm 29. The vertical displacement in the portion, that is, the deflection was examined. Experimental Example 1: α1 = 30 ° in the above type 1 Experimental example 2: α2 = 30 ° and β2 = 0 in the above type 2
Set to 3 ° Experimental Example 3: Set α3 = 30 ° n = 10 in type 3 above
【0045】実験例1、実験例2、実験例3についての
結果をそれぞれ図11、図12及び図13に示す。これ
らの線図に示すように、各実験例において、アーム先端
でのたわみが“0”となる荷重位置、即ち、非たわみ点
が存在することが確認できる。The results of Experimental Example 1, Experimental Example 2 and Experimental Example 3 are shown in FIGS. 11, 12 and 13, respectively. As shown in these diagrams, it can be confirmed that in each experimental example, there is a load position where the deflection at the arm tip is "0", that is, a non-deflection point.
【0046】次に、ロボットアームの任意の基準軸上の
非たわみ点を任意に設定することができることを確認す
る第2の実験を行った。第2の実験は、下記の実験例4
から実験例10のロボットアームについて行った。 実験例4:.類型1と同一 実験例5:類型2でβ2=0゜に設定 実験例6:類型2でβ2=30゜に設定 実験例7:類型2でβ2=90゜に設定 実験例8:類型3で、β=0゜、n=12に設定 実験例9:類型3で、β=0゜、n=10に設定 実験例10:類型3で、β=0゜、n=8に設定Next, a second experiment was conducted to confirm that the non-deflected point on the reference axis of the robot arm can be set arbitrarily. The second experiment is the following experimental example 4.
From the robot arm of Experimental Example 10. Experimental Example 4 :. Same as type 1 Experimental example 5: Set β2 = 0 ° for type 2 Experimental example 6: Set β2 = 30 ° for type 2 Experimental example 7: Set β2 = 90 ° for type 2 Experimental example 8: Type 3 , Β = 0 °, n = 12 Experimental example 9: type 3 set β = 0 °, n = 10 experimental example 10: type 3 set β = 0 °, n = 8
【0047】実験方法は、上記実験例2から実験例10
に対して、各実験例の属する類型に対応して、α1、α
2又はα3の角度を0゜〜90゜の間で変化させて、上
記第1の実験で使用した図10に示す治具31を用いて
重り30の位置を変化させることにより、非たわみ点の
原点、即ち、幾何学的主軸Gからの位置を調べた。実験
例4から実験例10の実験結果をそれぞれ図14から図
16に示す。Experimental methods are as follows: Experimental Example 2 to Experimental Example 10
, Α1, α corresponding to the type to which each experimental example belongs
By changing the angle of 2 or α3 between 0 ° and 90 ° and changing the position of the weight 30 by using the jig 31 shown in FIG. 10 used in the first experiment, the non-deflection point is changed. The origin, that is, the position from the geometrical principal axis G was examined. Experimental results of Experimental Example 4 to Experimental Example 10 are shown in FIGS. 14 to 16, respectively.
【0048】この第2の実験から明らかなように本発明
に係るロボットアームでは、材質、繊維角度、繊維角度
を異ならせる部分の配置等を変えることにより非たわみ
点の位置を任意に設定することができ、よって、ロボッ
トアーム先端の非たわみ点の位置を先端取付部材の重心
又は先端取付部材と該先端取付部材の保持する被搬送物
の重心及びそれら取付けた付加質量の重量をたし合わせ
た重量の重心に一致させることができる。As is apparent from the second experiment, in the robot arm according to the present invention, the position of the non-deflection point can be arbitrarily set by changing the material, the fiber angle, the arrangement of the parts that make the fiber angle different, and the like. Therefore, the position of the non-deflected point of the robot arm tip is added to the center of gravity of the tip attaching member or the tip attaching member and the center of gravity of the transported object held by the tip attaching member and the weights of the attached additional weights. It can match the center of gravity of the weight.
【0049】[0049]
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のロボットアームは、少なくとも一部分に異方性を有す
る材料を用いて構成しているため、荷重を加えてもアー
ム先端にねじりのみを生じ、たわみを生じないような作
用点、即ち、非たわみ点が存在し、この非たわみ点を任
意の位置に設定することができる。よって、ロボットア
ーム先端の非たわみ点の位置が先端取付部材の重心又は
先端取付部材及びこの先端取付部材が保持する被搬送物
との重心と一致するように設定することにより、平行移
動や回転移動の開始時や停止時に上記先端取付部材や被
搬送物の慣性力によりロボットアームがたわむのを防止
することができる。また、本発明では先端取付部材に付
加質量を取付けることにより重心の位置を異ならせるこ
とにより、非たわみ点と重心とを一層容易に一致させる
ことができる。As is apparent from the above description, since the robot arm of the present invention is made of a material having anisotropy in at least a part thereof, even if a load is applied, only the end of the arm is twisted. There is a point of action that does not cause bending, that is, a non-deflecting point, and this non-deflecting point can be set at an arbitrary position. Therefore, by setting the position of the non-deflection point of the robot arm tip to coincide with the center of gravity of the tip mounting member or the center of gravity of the tip mounting member and the transported object held by this tip mounting member, parallel movement or rotational movement It is possible to prevent the robot arm from being bent by the inertial force of the tip mounting member or the transported object at the time of starting or stopping. Further, in the present invention, the non-deflection point and the center of gravity can be more easily coincided with each other by changing the position of the center of gravity by attaching the additional mass to the tip attaching member.
【0050】また、本発明に係るロボットアームは上記
のようにたわみ振動が生じないため、たわみ振動を防止
するために回転移動又は直線移動の開始時又は終了時に
ロボットアームの加減速度を調節する必要がなく、所定
の位置に正確かつ迅速に移動させることができる。その
ため、本発明によれば、ロボットアームの剛性を高める
ことなく、制御機構の簡略化、軽量化を計ることができ
ると共にコストを低減することができる等の種々の利点
を有するものである。Since the robot arm according to the present invention does not cause flexural vibration as described above, it is necessary to adjust the acceleration / deceleration of the robot arm at the start or end of rotational movement or linear movement in order to prevent flexural vibration. It can be moved to a predetermined position accurately and quickly. Therefore, according to the present invention, various advantages such as simplification and weight reduction of the control mechanism and cost reduction can be achieved without increasing the rigidity of the robot arm.
【図1】 本発明の第1実施例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a first embodiment of the present invention.
【図2】 ロボットアームを示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a robot arm.
【図3】 (A)は図2のIII−III線での断面図、
(B)及び(C)は繊維角度を示す概略図である。3A is a sectional view taken along line III-III in FIG. 2,
(B) And (C) is a schematic diagram showing a fiber angle.
【図4】 第1実施例のロボットアームにロボットハン
ドを取付けた場合を示す概略部分斜視図である。FIG. 4 is a schematic partial perspective view showing a case where a robot hand is attached to the robot arm of the first embodiment.
【図5】 第2実施例を示す概略図である。FIG. 5 is a schematic view showing a second embodiment.
【図6】 第2実施例のロボットアームを示す断面図で
ある。FIG. 6 is a sectional view showing a robot arm according to a second embodiment.
【図7】 類型1を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing type 1.
【図8】 類型2を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a type 2.
【図9】 類型3を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a type 3.
【図10】 実験における荷重をかける方法を示す概略
斜視図である。FIG. 10 is a schematic perspective view showing a method of applying a load in an experiment.
【図11】 第1の実験の結果を示す線図である。FIG. 11 is a diagram showing the results of the first experiment.
【図12】 同上FIG. 12 Same as above
【図13】 同上FIG. 13 Same as above
【図14】 第2の実験の結果を示す線図である。FIG. 14 is a diagram showing the results of the second experiment.
【図15】 同上FIG. 15 Same as above
【図16】 同上FIG. 16 Same as above
【図17】 従来のロボットアームの使用例を示す概略
図である。FIG. 17 is a schematic view showing a usage example of a conventional robot arm.
【図18】 本発明の原理を説明するためのロボットア
ームの概略斜視図である。FIG. 18 is a schematic perspective view of a robot arm for explaining the principle of the present invention.
【図19】 (A)はロボットアームの断面図、(B)
及び(C)は繊維角度を示す概略図である。FIG. 19 (A) is a cross-sectional view of a robot arm, (B).
And (C) is a schematic view showing a fiber angle.
【図20】 ロボットアームを片持はりとした状態を示
す概略図である。FIG. 20 is a schematic view showing a state in which the robot arm is cantilevered.
【図21】 基準軸に荷重を加えた場合のたわみを示す
線図である。FIG. 21 is a diagram showing the deflection when a load is applied to the reference shaft.
【図22】 非たわみ点に荷重を加えた場合の変形を示
す概略図である。FIG. 22 is a schematic diagram showing deformation when a load is applied to a non-deflected point.
【図23】 繊維角度を変えた場合の非たわみ点の移動
を示す線図である。FIG. 23 is a diagram showing the movement of the non-deflecting point when the fiber angle is changed.
15,24 ロボットアーム、 16,25,27 先端取付部材 18,27 付加質量 21 被搬送物 J,J',K 重心 G 幾何学的主軸 Q 非たわみ点 15,24 Robot arm, 16,25,27 Tip mounting member 18,27 Additional mass 21 Conveyed object J, J ', K Center of gravity G Geometric main axis Q Non-deflection point
Claims (4)
に、他端の自由端に被搬送物把持用のロボットハンドあ
るいは作業用のガンスプレー等の先端取付部材を連結す
るロボットアームであって、 少なくとも一部分に異方性を有する材料を用いて、 該ロボットアームの移動方向と直交する軸上の点で、上
記移動方向の荷重が作用してもロボットアーム先端にお
いてねじれを生じるがたわまないような作用点である非
たわみ点を、上記先端取付部材の重心と一致するように
設定していることを特徴とするロボットアーム。1. A robot arm having a fixed end at one end connected to an actuating body and a free end at the other end connected to a tip end mounting member such as a robot hand for gripping a transported object or a gun spray for working. , A material having anisotropy at least in part is used, and at a point on the axis orthogonal to the moving direction of the robot arm, even if a load in the moving direction acts, a twist occurs at the tip of the robot arm. A robot arm characterized in that a non-deflection point, which is a point of action that does not exist, is set so as to coincide with the center of gravity of the tip mounting member.
に、他端の自由端に被搬送物把持用のロボットハンドあ
るいは作業用のガンスプレー等の先端取付部材を連結す
るロボットアームであって、 少なくとも一部分に異方性を有する材料を用いて、 該ロボットアームの移動方向と直交する軸上の点で、上
記移動方向の荷重が作用してもロボットアーム先端にお
いてねじれを生じるがたわまないような作用点である非
たわみ点を上記先端取付部材と該先端取付部材が把持す
る被搬送物とを合わせた重心と一致するようにしている
ことを特徴とするロボットアーム。2. A robot arm having a fixed end at one end connected to an operating body and a free end at the other end connected to a robot hand for gripping an object to be conveyed or a tip attachment member such as a gun spray for working. , A material having anisotropy at least in part is used, and at a point on the axis orthogonal to the moving direction of the robot arm, even if a load in the moving direction acts, a twist occurs at the tip of the robot arm. A robot arm characterized in that a non-deflection point, which is a point of action that does not occur, coincides with the center of gravity of the tip mounting member and the object to be conveyed held by the tip mounting member.
強化複合材料を用い、該繊維強化複合材料の繊維角度を
周方向で部分的に、かつ、厚さ方向の少なくとも一部分
で異ならせて、非たわみ点を上記した所定位置に設定し
ていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の
ロボットアーム。3. A non-flexible fiber-reinforced composite material is used as a material for forming the robot arm, wherein the fiber angle of the fiber-reinforced composite material is partially different in the circumferential direction and at least partially in the thickness direction. The robot arm according to claim 1 or 2, wherein the point is set at the predetermined position described above.
重心、又は、上記先端取付部材と該先端取付部材が把持
する被搬送物とを合わせた重心に一致するように、先端
取付部材に付加質量を取付けたことを特徴とする請求項
1から請求項3に記載のロボットアーム。4. The tip mounting member is arranged so that the non-deflection point coincides with a center of gravity of the tip mounting member or a center of gravity of the tip mounting member and a conveyed object held by the tip mounting member. The robot arm according to any one of claims 1 to 3, wherein an additional mass is attached.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP11638292A JP2733409B2 (en) | 1992-05-08 | 1992-05-08 | Robot arm |
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Publication Number | Publication Date |
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JPH05309587A true JPH05309587A (en) | 1993-11-22 |
JP2733409B2 JP2733409B2 (en) | 1998-03-30 |
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ID=14685627
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Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2733409B2 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005297452A (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Toho Tenax Co Ltd | Cantilevered beam manufacturing method |
JP2006055936A (en) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Kondo Seisakusho:Kk | Industrial robot |
JP2009190149A (en) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Toray Ind Inc | Fiber-reinforced plastic link structure |
JP2009195998A (en) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Toray Ind Inc | Joint construction of link structure made of fiber reinforced plastic |
JP2012172649A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Yamabiko Corp | Blower |
-
1992
- 1992-05-08 JP JP11638292A patent/JP2733409B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005297452A (en) * | 2004-04-14 | 2005-10-27 | Toho Tenax Co Ltd | Cantilevered beam manufacturing method |
JP2006055936A (en) * | 2004-08-19 | 2006-03-02 | Kondo Seisakusho:Kk | Industrial robot |
JP2009190149A (en) * | 2008-02-18 | 2009-08-27 | Toray Ind Inc | Fiber-reinforced plastic link structure |
JP2009195998A (en) * | 2008-02-19 | 2009-09-03 | Toray Ind Inc | Joint construction of link structure made of fiber reinforced plastic |
JP2012172649A (en) * | 2011-02-24 | 2012-09-10 | Yamabiko Corp | Blower |
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Publication number | Publication date |
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JP2733409B2 (en) | 1998-03-30 |
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