JPH054188A - 産業用ロボツトの手首機構 - Google Patents
産業用ロボツトの手首機構Info
- Publication number
- JPH054188A JPH054188A JP3011146A JP1114691A JPH054188A JP H054188 A JPH054188 A JP H054188A JP 3011146 A JP3011146 A JP 3011146A JP 1114691 A JP1114691 A JP 1114691A JP H054188 A JPH054188 A JP H054188A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bevel gear
- shaft
- axis
- gear
- robot arm
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- Granted
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
- B25J17/0283—Three-dimensional joints
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
- B25J—MANIPULATORS; CHAMBERS PROVIDED WITH MANIPULATION DEVICES
- B25J17/00—Joints
- B25J17/02—Wrist joints
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T74/00—Machine element or mechanism
- Y10T74/20—Control lever and linkage systems
- Y10T74/20207—Multiple controlling elements for single controlled element
- Y10T74/20305—Robotic arm
- Y10T74/20329—Joint between elements
- Y10T74/20335—Wrist
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 小形で加減速性能の向上した手首機構を提供
する。 【構成】 ロボットア−ムの先端部に取付けられた手首
部の、前面部にはロボットア−ムの軸心と同一軸心上に
回転軸の減速機１１を配置し、側面にはロボットア−ム
軸心と垂直になるように曲げ軸の減速機６を配置すると
ともに、ロボットア−ム６３内に同一軸心上に内側旋回
軸８と外側旋回軸７が旋回自在に支持され、それぞれの
旋回軸の先端には、傘歯車が取り付けられ、外側旋回軸
の先端の傘歯車は、曲げ軸の入力傘歯車５ｂと噛み合い
回動が伝達されて手首の曲げ回動を行い、内側旋回軸の
先端の傘歯車は、ロボットア−ム軸に垂直に支持された
傘歯車４ａと噛み合い、さらにこの傘歯車の軸心に対し
て鋭角に軸心を配設した軸の両端に傘歯車機構をそれぞ
れ１つずつ組み合わせ、さらに旋回軸の減速機の入力傘
歯車２ａと噛み合い、旋回が伝達されて手首の旋回を行
う。
する。 【構成】 ロボットア−ムの先端部に取付けられた手首
部の、前面部にはロボットア−ムの軸心と同一軸心上に
回転軸の減速機１１を配置し、側面にはロボットア−ム
軸心と垂直になるように曲げ軸の減速機６を配置すると
ともに、ロボットア−ム６３内に同一軸心上に内側旋回
軸８と外側旋回軸７が旋回自在に支持され、それぞれの
旋回軸の先端には、傘歯車が取り付けられ、外側旋回軸
の先端の傘歯車は、曲げ軸の入力傘歯車５ｂと噛み合い
回動が伝達されて手首の曲げ回動を行い、内側旋回軸の
先端の傘歯車は、ロボットア−ム軸に垂直に支持された
傘歯車４ａと噛み合い、さらにこの傘歯車の軸心に対し
て鋭角に軸心を配設した軸の両端に傘歯車機構をそれぞ
れ１つずつ組み合わせ、さらに旋回軸の減速機の入力傘
歯車２ａと噛み合い、旋回が伝達されて手首の旋回を行
う。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットの手首
機構に関するもので、特に手首先端の旋回軸とア−ムの
軸心が同一線上に構成された構造に係る。
機構に関するもので、特に手首先端の旋回軸とア−ムの
軸心が同一線上に構成された構造に係る。
【０００２】
【従来の技術】一般に、産業用ロボットの手首機構はロ
ボットが行うべき作業の集約される軸端機構であり、手
首における所謂α，β，γ軸の旋回・回動が自在である
ことは勿論、小形でかつ回転の伝達が円滑で力の強いこ
とが求められる。従来技術の一つとして特開昭６３−１
８５５９５号公報；産業用ロボットの手首［以下、これ
を「従来例」という］がみられる。この従来例は、図３
にその側断面図を表わし、図示しない減速機で減速され
たγ軸６３の軸内部に軸受５１で支承された外側旋回軸
７を備えるとともに、さらにその内側に軸受で支承する
内側旋回軸８を設けており、一方の外側旋回軸７は傘歯
車５a,５b を介してβ軸の減速機６に入り、β軸の上下
揺動［いわゆるβ回動］を行い、他方の内側旋回軸８は
傘歯車４a,４b を経てから、平歯車列９a,９b,９c を介
して後再び傘歯車２b,２a を経由して、α軸の減速機１
１に入り手首１を所謂α旋回する。
ボットが行うべき作業の集約される軸端機構であり、手
首における所謂α，β，γ軸の旋回・回動が自在である
ことは勿論、小形でかつ回転の伝達が円滑で力の強いこ
とが求められる。従来技術の一つとして特開昭６３−１
８５５９５号公報；産業用ロボットの手首［以下、これ
を「従来例」という］がみられる。この従来例は、図３
にその側断面図を表わし、図示しない減速機で減速され
たγ軸６３の軸内部に軸受５１で支承された外側旋回軸
７を備えるとともに、さらにその内側に軸受で支承する
内側旋回軸８を設けており、一方の外側旋回軸７は傘歯
車５a,５b を介してβ軸の減速機６に入り、β軸の上下
揺動［いわゆるβ回動］を行い、他方の内側旋回軸８は
傘歯車４a,４b を経てから、平歯車列９a,９b,９c を介
して後再び傘歯車２b,２a を経由して、α軸の減速機１
１に入り手首１を所謂α旋回する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、その従
来例は手首部の前面部にα旋回軸の減速機１１を配設
し、β軸の減速機６を配置し、これらはそれぞれ駆動系
の最終段に構えるとともに、α旋回軸の減速機１１へは
傘歯車４a,４b から平歯車列９a,９b,９c ，傘歯車２b,
２a の伝達機構を介して入力され、β軸の減速機６へは
傘歯車４a,４b の伝達機構を介して入力されているの
で、α軸の平歯車列９a,９b,９c 伝達部における両端の
平歯車列９a,９c を継ぐバックラシュ調整用の平歯車９
b が設けられているから、構成部品の点数が多くなり、
しかも伝達部品の回転イナ−シャが大きくなるという欠
点があった。本発明はこれらに鑑み、従来例のα軸の平
歯車列を傘歯車機構に改良し、その際、先端側の傘歯車
とは軸心の交差角を鋭角に構成することで、α軸の減速
機の配置を変えずに、しかも歯車数を削減される産業用
ロボットの手首機構を提供することを目的とする。
来例は手首部の前面部にα旋回軸の減速機１１を配設
し、β軸の減速機６を配置し、これらはそれぞれ駆動系
の最終段に構えるとともに、α旋回軸の減速機１１へは
傘歯車４a,４b から平歯車列９a,９b,９c ，傘歯車２b,
２a の伝達機構を介して入力され、β軸の減速機６へは
傘歯車４a,４b の伝達機構を介して入力されているの
で、α軸の平歯車列９a,９b,９c 伝達部における両端の
平歯車列９a,９c を継ぐバックラシュ調整用の平歯車９
b が設けられているから、構成部品の点数が多くなり、
しかも伝達部品の回転イナ−シャが大きくなるという欠
点があった。本発明はこれらに鑑み、従来例のα軸の平
歯車列を傘歯車機構に改良し、その際、先端側の傘歯車
とは軸心の交差角を鋭角に構成することで、α軸の減速
機の配置を変えずに、しかも歯車数を削減される産業用
ロボットの手首機構を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明による産業用ロボ
ットの手首機構は、ロボットア−ムの先端部に取付けら
れた手首部の、前面部にはロボットア−ムの軸心と同一
軸心上に回転軸の減速機を配置し、側面にはロボットア
−ム軸心と垂直になるように曲げ軸の減速機を配置する
とともに、ロボットア−ム内に同一軸心上に内側旋回軸
と外側旋回軸が旋回自在に支持され、それぞれの旋回軸
の先端には、傘歯車が取り付けられ、外側旋回軸の先端
の傘歯車は、曲げ軸の入力傘歯車と噛み合い回動が伝達
されて手首の曲げ回動を行う装置を設け、内側旋回軸の
先端の傘歯車は、ロボットア−ム軸に垂直に支持された
傘歯車と噛み合い、さらにこの傘歯車の軸心に対して鋭
角に軸心を配設した軸の両端に傘歯車機構をそれぞれ１
つずつ組み合わせ、さらに内側旋回軸の減速機の入力傘
歯車と噛み合い、旋回が伝達されて手首の旋回を行う装
置を備えることを特徴とする。
ットの手首機構は、ロボットア−ムの先端部に取付けら
れた手首部の、前面部にはロボットア−ムの軸心と同一
軸心上に回転軸の減速機を配置し、側面にはロボットア
−ム軸心と垂直になるように曲げ軸の減速機を配置する
とともに、ロボットア−ム内に同一軸心上に内側旋回軸
と外側旋回軸が旋回自在に支持され、それぞれの旋回軸
の先端には、傘歯車が取り付けられ、外側旋回軸の先端
の傘歯車は、曲げ軸の入力傘歯車と噛み合い回動が伝達
されて手首の曲げ回動を行う装置を設け、内側旋回軸の
先端の傘歯車は、ロボットア−ム軸に垂直に支持された
傘歯車と噛み合い、さらにこの傘歯車の軸心に対して鋭
角に軸心を配設した軸の両端に傘歯車機構をそれぞれ１
つずつ組み合わせ、さらに内側旋回軸の減速機の入力傘
歯車と噛み合い、旋回が伝達されて手首の旋回を行う装
置を備えることを特徴とする。
【０００５】
【作用】このように構成された本発明の産業用ロボット
の手首機構によれば、従来例のα旋回軸の３個の平歯車
列を撤去して、１本の傘歯車機構で旋回の伝達をするた
め歯車数の削減が図られ、産業用ロボットの手首の一段
の縮小とコンパクト化がなされる。
の手首機構によれば、従来例のα旋回軸の３個の平歯車
列を撤去して、１本の傘歯車機構で旋回の伝達をするた
め歯車数の削減が図られ、産業用ロボットの手首の一段
の縮小とコンパクト化がなされる。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図１及び図２に示す実施例を
参照し、従来例と同一もしくは相当の部材には同一の符
号を用いて説明する。図１に、本発明による本発明の産
業用ロボットの手首機構の一実施例の要部を側断面図で
表す。手首部１のロボットア−ム６３［γ軸］と同一軸
線上に旋回軸［α軸］８の減速機１１を配設し、ロボッ
トア−ム６３の側面に曲げ軸［β軸］の減速機６を配置
する。始めに、旋回軸［α軸］の減速機１１への旋回の
入力方法を説明すると、ロボットア−ム６３内に外側旋
回軸７と相互に軸受５１で旋回自在に支承し支持された
内側旋回軸８の先端傘歯車４b に、ほぼ水平な軸心を持
つ傘歯車４a を噛み合わせ、この傘歯車４a を一方の軸
端に固着した軸４１の他の軸端に傘歯車３b を嵌合固着
させる。傘歯車４a は軸４１に螺着されており、軸受４
２を介してロボットア−ム６３に固着したハウジング４
３に旋回自在に支承され、軸受４２の内，外輪は断面で
示したハウジング４３，軸４１の段差の部分および傘歯
車３b の嵌合部で位置決めされる。この傘歯車３b の軸
心に対しその軸心が鋭角で交差し、つまり傘歯車３b と
鋭角で噛み合う傘歯車３a が配設される。その傘歯車３
a は軸２４ (軸２４・小径部３１・大径部２１で一本の
軸を形成する) に嵌合されており、軸２４の小径部３１
はニ−ドル・ベアリング３２で旋回自在に支承され、ニ
−ドル・ベアリング３２は押えリング３３とハウジング
２０で固定される。軸２４の大径部２１は軸受２２によ
り旋回自在に支承され、軸受２２はハウジング２０とリ
ング状押え板２３で固定され、大径部２１の軸端には傘
歯車２b が嵌合されて、減速機１１への旋回の入力軸を
なす傘歯車２a と噛み合う。減速機１１は部材１０の先
端穴１３内に嵌合され、出力端１２を経て手首部１をα
軸回りに旋回させる。次に、曲げ軸［β軸］の減速機６
への回動の入力方法を説明する。ロボットア−ム６３内
に内側旋回軸８と相互に軸受５１で旋回自在に支承し支
持された外側旋回軸７の先端傘歯車５b に減速機６の入
力軸をなす傘歯車５a が噛み合い、減速機６で減速さ
れ、出力軸６２からの出力は部材１０に伝達され、この
部材１０の曲げ［揺動］運動が自在に行われる。この部
材１０は軸受１４で揺動自在に支持され、軸受１４はハ
ウジング４３に支持されている。なお、６１はグリ−ス
・カバ−であり、３４はカバ−２０に開けた窓で傘歯車
のバック・ラッシュなどの保全に供しており、図示して
いないがこの窓にはシ−ルが配設してありグリ−ス・カ
バ−６１などと協調して内部の傘歯車群にグリ−ス等の
潤滑剤を封入充填している。
参照し、従来例と同一もしくは相当の部材には同一の符
号を用いて説明する。図１に、本発明による本発明の産
業用ロボットの手首機構の一実施例の要部を側断面図で
表す。手首部１のロボットア−ム６３［γ軸］と同一軸
線上に旋回軸［α軸］８の減速機１１を配設し、ロボッ
トア−ム６３の側面に曲げ軸［β軸］の減速機６を配置
する。始めに、旋回軸［α軸］の減速機１１への旋回の
入力方法を説明すると、ロボットア−ム６３内に外側旋
回軸７と相互に軸受５１で旋回自在に支承し支持された
内側旋回軸８の先端傘歯車４b に、ほぼ水平な軸心を持
つ傘歯車４a を噛み合わせ、この傘歯車４a を一方の軸
端に固着した軸４１の他の軸端に傘歯車３b を嵌合固着
させる。傘歯車４a は軸４１に螺着されており、軸受４
２を介してロボットア−ム６３に固着したハウジング４
３に旋回自在に支承され、軸受４２の内，外輪は断面で
示したハウジング４３，軸４１の段差の部分および傘歯
車３b の嵌合部で位置決めされる。この傘歯車３b の軸
心に対しその軸心が鋭角で交差し、つまり傘歯車３b と
鋭角で噛み合う傘歯車３a が配設される。その傘歯車３
a は軸２４ (軸２４・小径部３１・大径部２１で一本の
軸を形成する) に嵌合されており、軸２４の小径部３１
はニ−ドル・ベアリング３２で旋回自在に支承され、ニ
−ドル・ベアリング３２は押えリング３３とハウジング
２０で固定される。軸２４の大径部２１は軸受２２によ
り旋回自在に支承され、軸受２２はハウジング２０とリ
ング状押え板２３で固定され、大径部２１の軸端には傘
歯車２b が嵌合されて、減速機１１への旋回の入力軸を
なす傘歯車２a と噛み合う。減速機１１は部材１０の先
端穴１３内に嵌合され、出力端１２を経て手首部１をα
軸回りに旋回させる。次に、曲げ軸［β軸］の減速機６
への回動の入力方法を説明する。ロボットア−ム６３内
に内側旋回軸８と相互に軸受５１で旋回自在に支承し支
持された外側旋回軸７の先端傘歯車５b に減速機６の入
力軸をなす傘歯車５a が噛み合い、減速機６で減速さ
れ、出力軸６２からの出力は部材１０に伝達され、この
部材１０の曲げ［揺動］運動が自在に行われる。この部
材１０は軸受１４で揺動自在に支持され、軸受１４はハ
ウジング４３に支持されている。なお、６１はグリ−ス
・カバ−であり、３４はカバ−２０に開けた窓で傘歯車
のバック・ラッシュなどの保全に供しており、図示して
いないがこの窓にはシ−ルが配設してありグリ−ス・カ
バ−６１などと協調して内部の傘歯車群にグリ−ス等の
潤滑剤を封入充填している。
【０００７】本発明の他の実施例の要部を側断面図で図
２に表す。この他の実施例は、旋回軸［α軸］の減速機
１１へ入力方法として、ロボットア−ム６３内に内側旋
回軸８の先端傘歯車４b から次段の水平軸４１の一方端
傘歯車４a への回転伝達手段を、さらに改良し、端部の
傘歯車４a の配置の適正化と、軸４１の支持を両持梁に
して歯車伝達の不整の生起を絶無にしている。図２にお
ける軸４１に嵌合された旋回軸傘歯車４a について、曲
げ軸減速機６側を伸延して曲げ軸傘歯車５a の先端内部
に開設した凹部まで挿入し、軸４１の伸延部の外周部と
傘歯車５a の凹部内周面との間に軸受５２を嵌合挿入
し、この軸受５２は軸受４２と共に軸４１を両端で支承
支持する。また、傘歯車４a の曲げ軸減速機６側には段
差４４を設け、かつリング状押え板４５で軸受５２の内
輪を左右両側から位置決めし、傘歯車４a,５a はそれぞ
れボルト４６，５３で軸４１，曲げ軸減速機６入力軸
［図示していない］に螺着する。
２に表す。この他の実施例は、旋回軸［α軸］の減速機
１１へ入力方法として、ロボットア−ム６３内に内側旋
回軸８の先端傘歯車４b から次段の水平軸４１の一方端
傘歯車４a への回転伝達手段を、さらに改良し、端部の
傘歯車４a の配置の適正化と、軸４１の支持を両持梁に
して歯車伝達の不整の生起を絶無にしている。図２にお
ける軸４１に嵌合された旋回軸傘歯車４a について、曲
げ軸減速機６側を伸延して曲げ軸傘歯車５a の先端内部
に開設した凹部まで挿入し、軸４１の伸延部の外周部と
傘歯車５a の凹部内周面との間に軸受５２を嵌合挿入
し、この軸受５２は軸受４２と共に軸４１を両端で支承
支持する。また、傘歯車４a の曲げ軸減速機６側には段
差４４を設け、かつリング状押え板４５で軸受５２の内
輪を左右両側から位置決めし、傘歯車４a,５a はそれぞ
れボルト４６，５３で軸４１，曲げ軸減速機６入力軸
［図示していない］に螺着する。
【０００８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の産業用ロ
ボットの手首機構は旋回軸［α軸］の減速機入力軸に噛
合う一部の傘歯車組を鋭角に噛合わることで、歯車数の
削減がなされ、ひいてはイナ−シャの低減ができ、加減
速性能の著しい向上につながる。また、歯車の噛合い数
も減るので歯車のバックラシュなどの調整する工数の減
少にもなる。
ボットの手首機構は旋回軸［α軸］の減速機入力軸に噛
合う一部の傘歯車組を鋭角に噛合わることで、歯車数の
削減がなされ、ひいてはイナ−シャの低減ができ、加減
速性能の著しい向上につながる。また、歯車の噛合い数
も減るので歯車のバックラシュなどの調整する工数の減
少にもなる。
【図１】本発明になる産業用ロボットの手首機構の一実
施例の構成を示す要部の側断面図。
施例の構成を示す要部の側断面図。
【図２】本発明による産業用ロボットの手首機構の他の
実施例の構成の要部を表す側断面図。
実施例の構成の要部を表す側断面図。
【図３】従来例を示す要部の側断面図。
１ 手首部 ２a 傘歯車 ２b 傘歯車 ３a 傘歯車 ３b 傘歯車 ４a 傘歯車 ４b 傘歯車 ５a 傘歯車 ５b 傘歯車 ６ 曲げ軸減速機 ７ 外側旋回軸 ８ 内側旋回軸 １１ 旋回軸減速機 ６３ ロボットア−ム。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】ロボットア−ムの先端部に取付けられた手
首部の、前面部にはロボットア−ムの軸心と同一軸心上
に回転軸の減速機を配置し、側面にはロボットア−ム軸
心と垂直になるように曲げ軸の減速機を配置するととも
に、ロボットア−ム内に同一軸心上に内側旋回軸と外側
旋回軸が旋回自在に支持され、それぞれの旋回軸の先端
には、傘歯車が取り付けられ、外側旋回軸の先端の傘歯
車は、曲げ軸の入力傘歯車と噛み合い回動が伝達されて
手首の曲げ回動を行う装置を設け、内側旋回軸の先端の
傘歯車は、ロボットア−ム軸に垂直に支持された傘歯車
と噛み合い、さらにこの傘歯車の軸心に対して鋭角に軸
心を配設した軸の両端に傘歯車機構をそれぞれ１つずつ
組み合わせ、さらに内側旋回軸の減速機の入力傘歯車と
噛み合い、旋回が伝達されて手首の旋回を行う装置を備
えることを特徴とする産業用ロボットの手首機構。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011146A JP2921132B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 産業用ロボットの手首機構 |
| DE69203296T DE69203296T2 (de) | 1991-01-31 | 1992-01-29 | Gelenkmechanismus für industrieroboter. |
| PCT/JP1992/000088 WO1992013683A1 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-29 | Wrist mechanism for industrial robot |
| EP92904251A EP0523250B1 (en) | 1991-01-31 | 1992-01-29 | Wrist mechanism for industrial robot |
| US07/930,419 US5456132A (en) | 1991-01-31 | 1992-01-29 | Wrist mechanism for industrial robot |
| KR1019920702349A KR100220559B1 (ko) | 1991-01-31 | 1992-01-29 | 산업용 로봇의 손목기구 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3011146A JP2921132B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 産業用ロボットの手首機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH054188A true JPH054188A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2921132B2 JP2921132B2 (ja) | 1999-07-19 |
Family
ID=11769885
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3011146A Expired - Fee Related JP2921132B2 (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 産業用ロボットの手首機構 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5456132A (ja) |
| EP (1) | EP0523250B1 (ja) |
| JP (1) | JP2921132B2 (ja) |
| KR (1) | KR100220559B1 (ja) |
| DE (1) | DE69203296T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992013683A1 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014237206A (ja) * | 2013-06-10 | 2014-12-18 | ファナック株式会社 | 回動三軸の自由度を有する産業用ロボットの手首駆動構造部 |
| CN112171651A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-01-05 | 上海载科智能科技有限公司 | 一种6轴大负载工业机器人手腕结构 |
| CN114193424A (zh) * | 2021-11-26 | 2022-03-18 | 浙江大有实业有限公司带电作业分公司 | 一种人机协同操作的配网带电作业机器人系统 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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