JPH05329791A - 産業用ロボットの手首ユニット - Google Patents

産業用ロボットの手首ユニット

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Publication number
JPH05329791A
JPH05329791A JP13527592A JP13527592A JPH05329791A JP H05329791 A JPH05329791 A JP H05329791A JP 13527592 A JP13527592 A JP 13527592A JP 13527592 A JP13527592 A JP 13527592A JP H05329791 A JPH05329791 A JP H05329791A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
axis
bevel gear
frame
flange
wrist unit
Prior art date
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Pending
Application number
JP13527592A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidenori Tanimura
秀紀 谷村
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.)
Yaskawa Electric Corp
Original Assignee
Yaskawa Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Yaskawa Electric Corp filed Critical Yaskawa Electric Corp
Priority to JP13527592A priority Critical patent/JPH05329791A/ja
Publication of JPH05329791A publication Critical patent/JPH05329791A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【構成】 独立して回転駆動される中空の回転軸
(2),(3),(4)を同心状に設け、回転軸(3)
にY軸回りに回転自在にフレーム(12)に支承された
ベベルギヤ(6b)と噛合するベベルギヤ(6a)を固
着し、回転軸(2)にY軸回りに回転自在にフレーム
(12)に支承されたベベルギヤ(8b)と噛合するベ
ベルギヤ(8a)を固着し、ベベルギヤ(6b)にフレ
ーム(5)を固着し、ベベルギヤ(8b)に、フレーム
(5)に対してZ軸回りに回転自在なフランジ(7)に
回転を伝達する回転伝達機構を設け、フレーム(12)
とフレーム(5)間に外部と連通する空間Sを設けた産
業用ロボットの手首ユニット。 【効果】 ケーブル及びホースの集合体が摩耗等によっ
て損傷し、交換が必要になった場合でも、ケーブル及び
ホースの集合体を手首ユニットの内部に構成された中空
部に直線的に通すことが可能なため、簡単に交換を行う
ことができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットの手首ユ
ニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットの手首ユニットは、先端
に取り付けられる加工工具をX,Y,Zの3軸の回りに
独立して回転できる構造となっている。一方、従来は作
業用工具の動力ケーブルや工具にエア等を供給するホー
スを、手首ユニットの外部に這わせていたが、これで
は、ケーブル及びホースと被作業体との干渉によるトラ
ブルの問題があった。この問題を解決するものとして、
米国特許出願第85/692994号の優先権主張に係
る特開昭61−168487号公報には、図10に示す
ような手首ユニットが記載されている。すなわち、この
手首ユニットは、中空構造のシャフト101,102,
103を同軸に有し、前記シャフト102からの動力を
フレーム104に伝達するための一対のベベルギヤ10
5a,105bと、前記シャフト101からの動力を、
作業用工具(図示せず)を取り付けるためのフランジ1
06に伝達するための二対のベベルギヤ107a,10
7b及び108a,108bと、前記シャフト103か
らの動力を伝達されるフレーム109を備えている。前
記シャフト101と前記シャフト102はベアリング1
10により回転可能に保持されており、前記シャフト1
02と前記シャフト103はベアリング111により回
転可能に保持されており、前記ベベルギヤ108aと前
記フレーム104はベアリング112により回転可能に
保持されており、前記フレーム104と前記フレーム1
09はベアリング113により回転可能に保持されてお
り、前記フランジ106と前記フレーム104はベアリ
ング114により回転可能に保持されている。前記ベア
リング113はベアリング押さえ115により保持され
ており、前記ベアリング114はベアリング押さえ11
6により保持されている。前記シャフト101、ベベル
ギヤ107a、フレーム109、フレーム104、ベベ
ルギヤ108bおよび前記フランジ106とで、中空管
路117が構成されている。この中空管路117に、塗
装ロボットであれば、塗料を塗布するためのエアを送給
するホースと、塗装ガンの制御のための電線を有するケ
ーブルが挿入され、先端加工具に導かれる。また、前記
シャフト101と前記ベベルギヤ107a、及び、前記
シャフト102と前記ベベルギヤ105a、及び、前記
シャフト103と前記フレーム109、及び、前記ベベ
ルギヤ107bと前記ベベルギヤ108a、及び、前記
ベベルギヤ105bと前記フレーム104、及び、前記
フレーム109と前記ベアリング押さえ115、及び、
前記ベベルギヤ108bと前記フランジ106、及び、
前記フレーム104と前記ベアリング押さえ116は、
それぞれ取付ボルト(図示せず)ないしは、ピン(図示
せず)によって締結されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の手首ユ
ニットでは、内部に収納されたケーブル及びホースが損
傷し、交換が必要になった場合、手首ユニット内部に構
成される中空管路が分割不可に連続しているため、ケー
ブル及びホースを中空管路に通す際、途中に引っ掛かる
等して交換が行い難い構造となっている。そこで本発明
が解決すべき課題は、手首ユニットに収納されたケーブ
ル及びホースが損傷し、交換が必要になった場合でも簡
単に交換が可能な手首ユニットを提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、本発明の産業用ロボットの手首ユニットは、X軸を
軸心として同心に配置され、互いに独立して回転駆動さ
れる中空のX軸回り回転軸(4)、Y軸回り回転軸
(3)、およびZ軸回り回転軸(2)を外側から順に備
え、前記X軸回り回転軸(4)にギヤ取付フレーム(1
2)を連結し、前記Y軸回り回転軸(3)に、前記X軸
に対して直交するY軸を中心として回転自在に前記ギヤ
取付フレーム(12)に支承されたベベルギヤ(6b)
と噛合するベベルギヤ(6a)を固着し、前記Z軸回り
回転軸(2)に、前記Y軸を中心として回転自在に前記
ギヤ取付フレーム(12)に支承されたベベルギヤ(8
b)と噛合するベベルギヤ(8a)を固着し、前記ベベ
ルギヤ(6b)にフランジ支持フレーム(5)を固着
し、前記ベベルギヤ(8b)に、前記フランジ支持フレ
ーム(5)に対して前記X軸とY軸との交点を原点とし
Y軸と直交するZ軸回りに回転自在に支承されたフラン
ジ(7)に回転を伝達する回転伝達機構を設け、前記ギ
ヤ取付フレーム(12)と前記フランジ支持フレーム
(5)の間に外部と連通する空間を設けた構成とした。
【0005】
【作用】上記構成によれば、手首ユニット内部に収納さ
れた作業用工具のケーブル及びホースが損傷し、交換が
必要になっても簡単に交換できるため、修復のため産業
用ロボットを停止する時間が短くてすむ。
【0006】
【実施例】本発明の第1実施例における産業用ロボット
の手首ユニットについて以下に説明する。本発明の手首
ユニット1は、図1に示すように、中空構造のシャフト
2,3,4を有する。シャフト3からの動力は、一対の
ベベルギヤ6a,6b及び中間シャフト6cを介してフ
レーム5に伝達される。シャフト2からの動力は、二対
のベベルギヤ8a,8b,9a,9b、及び、一対のギ
ヤ10a,10bを介して作業用工具(図示せず)を取
り付けるためのフランジ7に伝達される。シャフト4か
らの動力は、中間座11を介してフレーム12に伝達さ
れる。シャフト2とシャフト3の間はベアリング13に
より回転可能に保持される。シャフト3とベベルギヤ6
aの間はベアリング14により回転可能に保持される。
ベベルギヤ6bとフレーム12の間はベアリング15に
より回転可能に保持される。ベベルギヤ8bとフレーム
12に固定されたフランジ16の間はベアリング17に
より回転可能に保持される。フランジ16とフランジ5
の間はベアリング18により回転可能に保持される。ベ
ベルギヤ9aとフレーム5に固定されたフランジ19の
間はベアリング20により回転可能に保持される。ベベ
ルギヤ9bとフレーム5に固定されたフランジ21との
間はベアリング22により回転可能に保持される。以上
の構成により、手首ユニット1全体が軸心X中心に、フ
レーム5及びフレーム5に締結される部材は軸心Yを中
心に、フランジ7及びフランジ7に締結される部材は軸
心Zを中心に、それぞれ旋回可能な構造となっている。
また、23,24,25,26,27はベアリング押さ
え、28はベベルギヤ8bとギヤ10aを接続するギヤ
押さえ、29はベベルギヤ9aとギヤ10bを接続する
ギヤ押さえ、30はベベルギヤ6a,6b,8a,8b
より構成される駆動部内に外部の環境(例えば塗装環境
の場合、溶剤等)が浸入しないようにシールするための
Oリング31を保持し、且つ、中空構造のサポートa、
32はベベルギヤ9a,9bより構成される駆動部内に
外部の環境が浸入しないようにシールするためのOリン
グ33を保持し、且つ、中空構造のサポートb、33
a,33b,34a,34bはスペーサであり、シャフ
ト2とサポートa30とで中空部P1、サポートb32
とベベルギヤ9bとフランジ7とで中空部P2を構成し
ており、サポートa30とサポートb32との間には外
部に開放された空間Sが形成されている。35は中空部
P1及び空間S及び中空部P2を貫通し、且つ、フラン
ジ7に取り付けられる作業用工具(図示せず)に動力な
いしは空気を供給するためのケーブル及びホースの集合
体、36はカバーである。また、シャフト2とベベルギ
ヤ8a,及び、シャフト3とベベルギヤ6a、及び、シ
ャフト4と中間座11、及び、中間座11とフレーム1
2、及び、ベベルギヤ6bと中間シャフト6c、及び、
中間シャフト6cとフレーム5、及び、フレーム12と
ベアリング押さえ27、及び、ベベルギヤ8bとギヤ押
さえ28、及び、フランジ16とフレーム12、及び、
ベアリング押さえ23とフランジ16、及び、サポート
a30とフレーム12、及び、ベアリング押さえ24と
フレーム5、及び、ベアリング押さえ25とフランジ1
9、及び、フランジ19とフレーム5、及び、ベベルギ
ヤ9aとギヤ押さえ29、及び、サポートb32とフレ
ーム5、及び、ベベルギヤ9bとフランジ7、及び、フ
ランジ21とフレーム5、及びベアリング押さえ26と
フランジ21、及び、カバー36とフレーム5は、それ
ぞれ取付ボルト(図示せず)によって締結されている。
【0007】以上のように構成された本発明の産業用ロ
ボットの手首ユニットの各部の働きについて簡単に説明
する。図1に示すように手首ユニット1に取り付けられ
る作業用工具(図示せず)に動力ないしは空気を供給す
るためのケーブル及びホースの集合体35を、手首ユニ
ット1内部に構成された2つの独立した中空部P1,P
2,及び、中空部P1,P2の間に形成された空間Sを
貫通させることにより、ケーブル及びホースの集合体3
5は、手首ユニット1の軸心X,Y,Zに対するそれぞ
れの旋回運動に対して追従可能となり、手首ユニット1
の外部にケーブル及びホースの集合体35を這わさなく
ても作業用工具(図示せず)に動力ないしは空気を供給
でき、ケーブル及びホースの集合体35と被作業体との
干渉によるトラブルの問題を無くすことが可能となる。
また、ケーブル及びホースの集合体35が摩耗等によっ
て損傷し、交換が必要になった場合、手首ユニット1を
図2に示すような姿勢にすることにより、ケーブル及び
ホースの集合体35を中空部P1,P2に対して直線的
に通すことが可能なため簡単に交換を行うことができ
る。
【0008】次に、本発明の第2実施例について、以下
に説明する。しかしながら、第1実施例の構成の産業用
ロボットの手首ユニット1では、図3及び図4に示すよ
うに軸心Yを中心とする旋回運動を行うと、ケーブル及
びホースの集合体35とサポートa30及びサポートb
32が、それぞれ干渉しあうため、サポートa30とサ
ポートb32の間に形成される空間Sの距離Lを長くし
ないと旋回範囲が大きくとれない。そこで本発明の第2
実施例では、図5から図9に示すように、サポートa3
0及びサポートb32に、軸心Yを中心として旋回する
方向に切り欠き部30a,32aを設けると共に、フレ
ーム5,12にもサポートa30,b32と同様に、軸
心Yを中心として旋回運動した際、ケーブル及びホース
の集合体35が切り欠き部30a,32a及び溝部5
a,12aに嵌合する形となり、空間Sの長さLを長く
取らなくても旋回範囲を大きく取ることが可能となる。
【0009】
【発明の効果】本発明の産業用ロボットの手首ユニット
は、ケーブル及びホースの集合体が摩耗等によって損傷
し、交換が必要になった場合でも、ケーブル及びホース
の集合体を手首ユニットの内部に構成された中空部に直
線的に通すことが可能なため、簡単に交換を行うことが
できる。また、手首ユニットの旋回する方向に構成され
た、切り欠き及び溝にケーブル及びホースの集合体を嵌
合することができるため、手首ユニットを大きくしなく
ても、大きな旋回範囲を取ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の第1実施における手首ユニットの断
面図である。
【図2】 図1の実施例の側面から見た場合のサポート
とケーブル及びホースの動作状態説明図である。
【図3】 第1実施例における手首ユニットを側面から
見た場合のサポートとケーブル及びホースの動作状態説
明図である。
【図4】 図3から僅かに動作させた動作状態説明図で
ある。
【図5】 本発明の第2実施例における手首ユニットの
断面図である。
【図6】 図5のB方向から見た場合の断面図である。
【図7】 図5のA方向から見た場合の詳細図である。
【図8】 本発明の第2実施例における手首ユニットを
側面から見た場合のサポートとケーブル及びホースの動
作状態説明図である。
【図9】 図7から動作させた動作状態説明図である。
【図10】 従来の手首ユニットの断面図である。
【符号の説明】
1:手首ユニット、2,3,4:シャフト、5:フレー
ム、5a:溝部、6a,6b:ベベルギヤ、6c:中間
シャフト、7:フランジ、8a,8b,9a,9b:ベ
ベルギヤ、10a,10b:ギヤ、11:中間座、1
2:フレーム、13,14,15:ベアリング、16:
フランジ、17,18:ベアリング、19:フランジ、
20:ベアリング、21:フランジ、22:ベアリン
グ、23,24,25,26,27:ベアリング押さ
え、28,29:ギヤ押さえ、30:サポートa、30
a:切り欠き部、31:Oリング、32:サポートb、
32a:切り欠き部、33:Oリング、33a,33
b,34a,34b:スペーサ、35:ケーブル及びホ
ースの集合体、36:カバー、X,Y,Z:軸心、P
1,P2:中空部、S:空間、100:手首ユニット、
101,102,103:シャフト、104:フレー
ム、105a,105b:ベベルギヤ、106:フラン
ジ、107a,107b,108a,108b:ベベル
ギヤ、109:フレーム、110,111,112,1
13,114:ベアリング、115,116:ベアリン
グ押さえ、117:中空管路

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 X軸を軸心として同心に配置され、互い
    に独立して回転駆動される中空のX軸回り回転軸
    (4)、Y軸回り回転軸(3)、およびZ軸回り回転軸
    (2)を外側から順に備え、前記X軸回り回転軸(4)
    にギヤ取付フレーム(12)を連結し、前記Y軸回り回
    転軸(3)に、前記X軸に対して直交するY軸を中心と
    して回転自在に前記ギヤ取付フレーム(12)に支承さ
    れたベベルギヤ(6b)と噛合するベベルギヤ(6a)
    を固着し、前記Z軸回り回転軸(2)に、前記Y軸を中
    心として回転自在に前記ギヤ取付フレーム(12)に支
    承されたベベルギヤ(8b)と噛合するベベルギヤ(8
    a)を固着し、前記ベベルギヤ(6b)にフランジ支持
    フレーム(5)を固着し、前記ベベルギヤ(8b)に、
    前記フランジ支持フレーム(5)に対して前記X軸とY
    軸との交点を原点としY軸と直交するZ軸回りに回転自
    在に支承されたフランジ(7)に回転を伝達する回転伝
    達機構を設け、前記ギヤ取付フレーム(12)と前記フ
    ランジ支持フレーム(5)の間に外部と連通する空間S
    を設けた産業用ロボットの手首ユニット。
  2. 【請求項2】 ギヤ取付フレーム(12)とフランジ支
    持フレーム(5)の、空間Sを挟むそれぞれの相対する
    両側に、前記フレーム(5),(12)の中を通される
    ケーブルおよびホース(35)の外径よりも幅が広く、
    かつ前記フレーム(5),(12)の一方が他方に対し
    て回転運動を行ったとき、前記ケーブルおよびホース
    (35)が嵌合する切り欠き部(5a),(32a),
    (12a),(30a)を設けた請求項1記載の産業用
    ロボットの手首ユニット。
JP13527592A 1992-05-27 1992-05-27 産業用ロボットの手首ユニット Pending JPH05329791A (ja)

Priority Applications (1)

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JP13527592A JPH05329791A (ja) 1992-05-27 1992-05-27 産業用ロボットの手首ユニット

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JP13527592A JPH05329791A (ja) 1992-05-27 1992-05-27 産業用ロボットの手首ユニット

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JPH05329791A true JPH05329791A (ja) 1993-12-14

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ID=15147901

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JP13527592A Pending JPH05329791A (ja) 1992-05-27 1992-05-27 産業用ロボットの手首ユニット

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1243384A1 (en) * 2001-03-21 2002-09-25 Fanuc Ltd Wrist structure for a robot
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