JPH0557660A - ロボツトアーム - Google Patents
ロボツトアームInfo
- Publication number
- JPH0557660A JPH0557660A JP21837091A JP21837091A JPH0557660A JP H0557660 A JPH0557660 A JP H0557660A JP 21837091 A JP21837091 A JP 21837091A JP 21837091 A JP21837091 A JP 21837091A JP H0557660 A JPH0557660 A JP H0557660A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- axis
- shaft
- robot arm
- linear motor
- link
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 生産現場で使用される産業用ロボットのロボ
ットアームにおいて、ロボットアーム先端の質量が大き
くなる問題点を解決し、軽量かつコンパクトな構造で、
高速高精度、力制御可能なロボットアームを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 リニアモータ１２をロボットアーム根元に配
置し、リニアモータ１２の水平方向の移動を、軸Ａ１
６、軸Ｂ１７と回転可能に接続されたリンクＡ１４、軸
Ｃ１８、軸Ｄ１９と回転可能に接続されたリンクＢ１５
を介して垂直方向の移動に変換させ、ロボットアーム先
端の並進移動を実現するとともに、直動案内軸受１３と
連結させることにより、軽量かつコンパクトな構造で、
高速高精度、力制御可能なロボットアームが得られ、リ
ニアモータ１２を力制御することでロボットアーム先端
の並進方向の力制御をすることができる。
ットアームにおいて、ロボットアーム先端の質量が大き
くなる問題点を解決し、軽量かつコンパクトな構造で、
高速高精度、力制御可能なロボットアームを提供するこ
とを目的とする。 【構成】 リニアモータ１２をロボットアーム根元に配
置し、リニアモータ１２の水平方向の移動を、軸Ａ１
６、軸Ｂ１７と回転可能に接続されたリンクＡ１４、軸
Ｃ１８、軸Ｄ１９と回転可能に接続されたリンクＢ１５
を介して垂直方向の移動に変換させ、ロボットアーム先
端の並進移動を実現するとともに、直動案内軸受１３と
連結させることにより、軽量かつコンパクトな構造で、
高速高精度、力制御可能なロボットアームが得られ、リ
ニアモータ１２を力制御することでロボットアーム先端
の並進方向の力制御をすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は産業用ロボットの主構成
部分であるロボットアームに関するものである。
部分であるロボットアームに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ロボットアームは産業用ロボット
の主構成部分として人間の代わりに高速高精度に作業を
行うものとして、生産現場で多用されている。
の主構成部分として人間の代わりに高速高精度に作業を
行うものとして、生産現場で多用されている。
【０００３】以下に従来のロボットアームについて説明
する。図３は従来のロボットアームの一例を示すもので
ある。図３において、１１はハーモニックドライブ、１
２はリニアモータである。
する。図３は従来のロボットアームの一例を示すもので
ある。図３において、１１はハーモニックドライブ、１
２はリニアモータである。
【０００４】以上のように構成されたロボットアームに
ついて、以下その動作について説明する。ハーモニック
ドライブを駆動することによりロボット先端の回転方向
の移動を達成することができる。またリニアモータを駆
動することによりロボット先端の並進方向の移動を達成
することができ、リニアモータを力制御することにより
ロボット先端の並進方向の力制御をすることができる。
ついて、以下その動作について説明する。ハーモニック
ドライブを駆動することによりロボット先端の回転方向
の移動を達成することができる。またリニアモータを駆
動することによりロボット先端の並進方向の移動を達成
することができ、リニアモータを力制御することにより
ロボット先端の並進方向の力制御をすることができる。
【０００５】図４は従来のロボットアームの他の一例を
示すものである。図４において、２１はＤＤモータであ
る。
示すものである。図４において、２１はＤＤモータであ
る。
【０００６】以上のように構成されたロボットアームに
ついて、以下その動作について説明する。ＤＤモータを
駆動することによりロボット先端の回転方向の移動を達
成することができ、ＤＤモータを力制御することによ
り、ロボット先端の回転方向の力制御をすることができ
る。またリニアモータを駆動することによりロボット先
端の並進方向の移動を達成することができ、リニアモー
タを力制御することにより、ロボット先端の並進方向の
力制御をすることができる。
ついて、以下その動作について説明する。ＤＤモータを
駆動することによりロボット先端の回転方向の移動を達
成することができ、ＤＤモータを力制御することによ
り、ロボット先端の回転方向の力制御をすることができ
る。またリニアモータを駆動することによりロボット先
端の並進方向の移動を達成することができ、リニアモー
タを力制御することにより、ロボット先端の並進方向の
力制御をすることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら図３、図
４の従来の構成では、ロボットアームの先端の質量が大
きくなり、それにともないロボットアーム根元での慣性
モーメントも大きくなるため、ロボットアームの高速化
ができないという問題点を有していた。また、高速性を
追求するためにはモータをよりトルクの大きなものに代
えねばならず、ロボット全体が大型化するという問題点
を有していた。
４の従来の構成では、ロボットアームの先端の質量が大
きくなり、それにともないロボットアーム根元での慣性
モーメントも大きくなるため、ロボットアームの高速化
ができないという問題点を有していた。また、高速性を
追求するためにはモータをよりトルクの大きなものに代
えねばならず、ロボット全体が大型化するという問題点
を有していた。
【０００８】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、軽量かつコンパクトな構造で、高速高精度、力制御
可能なロボットアームを提供することを目的とする。
で、軽量かつコンパクトな構造で、高速高精度、力制御
可能なロボットアームを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明のロボットアームは、リニアモータをロボット
アームの根元に配置し、ロボットアーム先端の並進方向
の移動を達成させるためにリニアモータの水平方向の移
動をリンクＡ、リンクＢを介して垂直方向の移動に変換
させるという構成を有している。
に本発明のロボットアームは、リニアモータをロボット
アームの根元に配置し、ロボットアーム先端の並進方向
の移動を達成させるためにリニアモータの水平方向の移
動をリンクＡ、リンクＢを介して垂直方向の移動に変換
させるという構成を有している。
【００１０】
【作用】この構成によって、質量の大きいリニアモータ
をロボットアームの先端から根元に移動させることがで
き、ロボットアーム根元での慣性モーメントが軽減さ
れ、コンパクトで高速なロボットアームを実現すること
ができる。
をロボットアームの先端から根元に移動させることがで
き、ロボットアーム根元での慣性モーメントが軽減さ
れ、コンパクトで高速なロボットアームを実現すること
ができる。
【００１１】また、リニアモータを力制御することによ
り、ロボット先端の並進方向の力制御をすることができ
る。
り、ロボット先端の並進方向の力制御をすることができ
る。
【００１２】
【実施例】 （実施例１）以下本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。
照しながら説明する。
【００１３】図１において、１３は直動案内軸受、１４
はリンクＡ、１５はリンクＢ、１６は軸Ａ、１７は軸
Ｂ、１８は軸Ｃ、１９は軸Ｄである。
はリンクＡ、１５はリンクＢ、１６は軸Ａ、１７は軸
Ｂ、１８は軸Ｃ、１９は軸Ｄである。
【００１４】以上のように構成されたロボットアームに
ついて、以下その動作について説明する。まず、リニア
モータを駆動することによりリンクＡの上端が水平方向
に移動する。リンクＡの上端の水平方向の移動は軸Ａ、
軸Ｂ、軸Ｃ、軸Ｄの位置関係から、リンクＡ、リンクＢ
を介してロボットアーム先端の垂直方向の移動に変換さ
れ、直動案内軸受と連結させることにより確実に垂直方
向の移動となる。このときリンクＡ上端の水平方向の移
動距離を、リニアモータとリンクＡのなす角度の正接で
除算したものが、ロボットアーム先端の垂直方向の移動
距離となる。
ついて、以下その動作について説明する。まず、リニア
モータを駆動することによりリンクＡの上端が水平方向
に移動する。リンクＡの上端の水平方向の移動は軸Ａ、
軸Ｂ、軸Ｃ、軸Ｄの位置関係から、リンクＡ、リンクＢ
を介してロボットアーム先端の垂直方向の移動に変換さ
れ、直動案内軸受と連結させることにより確実に垂直方
向の移動となる。このときリンクＡ上端の水平方向の移
動距離を、リニアモータとリンクＡのなす角度の正接で
除算したものが、ロボットアーム先端の垂直方向の移動
距離となる。
【００１５】またリンクＡ上端で水平方向に加えた力
に、リニアモータとリンクＡのなす角度の正接を積算し
たものが、ロボットアーム先端で垂直方向に発生する力
となる。
に、リニアモータとリンクＡのなす角度の正接を積算し
たものが、ロボットアーム先端で垂直方向に発生する力
となる。
【００１６】以上のようにリニアモータをロボットアー
ム根元に配置し、リニアモータの水平方向の移動をリン
クＡ、リンクＢを介して垂直方向の移動に変換すること
により、コンパクトで、高速なロボットアームを実現す
ることができる。またリニアモータを力制御することに
より、ロボットアーム先端の並進方向の力制御をするこ
とができる。
ム根元に配置し、リニアモータの水平方向の移動をリン
クＡ、リンクＢを介して垂直方向の移動に変換すること
により、コンパクトで、高速なロボットアームを実現す
ることができる。またリニアモータを力制御することに
より、ロボットアーム先端の並進方向の力制御をするこ
とができる。
【００１７】（実施例２）以下本発明の第２の実施例に
ついて、図面を参照しながら説明する。
ついて、図面を参照しながら説明する。
【００１８】図２において、２１はＤＤモータ、２２は
スプライン軸、２３はナット、２４は連結部品である。
他の構成は図１の構成と同様なものである。
スプライン軸、２３はナット、２４は連結部品である。
他の構成は図１の構成と同様なものである。
【００１９】以上のように構成されたロボットアームに
ついて、以下その動作について説明する。まず、リニア
モータを駆動することによりリンクＡの上端が水平方向
に移動する。リンクＡの上端の水平方向の移動は、軸
Ａ、軸Ｂ、軸Ｃ、軸Ｄの位置関係から、リンクＡ、リン
クＢを介してロボットアーム先端の垂直方向の移動に変
換され、スプライン軸と連結させることにより確実に垂
直方向の移動となる。このときリンクＡ上端の水平方向
の移動距離を、リニアモータとリンクのなす角度の正接
で除算したものが、ロボットアーム先端の垂直方向の移
動距離となる。
ついて、以下その動作について説明する。まず、リニア
モータを駆動することによりリンクＡの上端が水平方向
に移動する。リンクＡの上端の水平方向の移動は、軸
Ａ、軸Ｂ、軸Ｃ、軸Ｄの位置関係から、リンクＡ、リン
クＢを介してロボットアーム先端の垂直方向の移動に変
換され、スプライン軸と連結させることにより確実に垂
直方向の移動となる。このときリンクＡ上端の水平方向
の移動距離を、リニアモータとリンクのなす角度の正接
で除算したものが、ロボットアーム先端の垂直方向の移
動距離となる。
【００２０】またリンクＡ上端で水平方向に加えた力
に、リニアモータとリンクＡのなす角度の正接を積算し
たものが、ロボットアーム先端で垂直方向に発生する力
となる。次に、ＤＤモータを駆動することによりナット
が回転する。ナットにより回転を規制されたスプライン
軸はナットの回転とともに回転移動を開始する。
に、リニアモータとリンクＡのなす角度の正接を積算し
たものが、ロボットアーム先端で垂直方向に発生する力
となる。次に、ＤＤモータを駆動することによりナット
が回転する。ナットにより回転を規制されたスプライン
軸はナットの回転とともに回転移動を開始する。
【００２１】以上のようにリニアモータをロボットアー
ム根元に配置し、リニアモータの水平方向の移動をリン
クＡ、リンクＢを介して垂直方向の移動に変換すること
により、コンパクトで、高速なロボットアームを実現す
ることができる。またリニアモータと、ＤＤモータを力
制御することにより、ロボットアーム先端の並進方向並
びに回転方向の力制御をすることができる。
ム根元に配置し、リニアモータの水平方向の移動をリン
クＡ、リンクＢを介して垂直方向の移動に変換すること
により、コンパクトで、高速なロボットアームを実現す
ることができる。またリニアモータと、ＤＤモータを力
制御することにより、ロボットアーム先端の並進方向並
びに回転方向の力制御をすることができる。
【００２２】なお、第１の実施例において軸Ａをリニア
モータ側に、軸Ｂを直動案内軸受側に設置するとした
が、リンクＡ側に設置しても良い。同様に軸Ｃ、軸Ｄも
リンクＢ側に設置しても良い。
モータ側に、軸Ｂを直動案内軸受側に設置するとした
が、リンクＡ側に設置しても良い。同様に軸Ｃ、軸Ｄも
リンクＢ側に設置しても良い。
【００２３】また、軸を用いず、リンクを回転可能に接
続する手段を用いても良い。第２の実施例も同様であ
る。
続する手段を用いても良い。第２の実施例も同様であ
る。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明は、直動案内軸受と
垂直方向にリニアモータを配置し、リニアモータの水平
方向の移動をリンクＡ、リンクＢを介してロボットアー
ム先端の垂直方向の移動に変換させ、直動案内軸受と連
結させることにより、コンパクトかつ高速で、力制御可
能な優れたロボットアームを実現できるものである。
垂直方向にリニアモータを配置し、リニアモータの水平
方向の移動をリンクＡ、リンクＢを介してロボットアー
ム先端の垂直方向の移動に変換させ、直動案内軸受と連
結させることにより、コンパクトかつ高速で、力制御可
能な優れたロボットアームを実現できるものである。
【図１】本発明の第１の実施例におけるロボットアーム
の構成図
の構成図
【図２】本発明の第２の実施例におけるロボットアーム
の構成図
の構成図
【図３】従来のロボットアームの構成図
【図４】従来のロボットアームの構成図
１１ ハーモニックドライブ １２ リニアモータ １３ 直動案内軸受 １４ リンクＡ １５ リンクＢ １６ 軸Ａ １７ 軸Ｂ １８ 軸Ｃ １９ 軸Ｄ ２１ ＤＤモータ ２２ スプライン軸 ２３ ナット ２４ 連結部品
Claims (4)
- 【請求項１】 ハーモニックドライブと、前記ハーモニ
ックドライブを並進移動可能にするための直動案内軸受
と、移動方向を前記ハーモニックドライブの移動方向と
垂直方向になるように配置したリニアモータと、前記ハ
ーモニックドライブと前記リニアモータの移動方向の両
方に垂直な方向を軸方向とした、前記リニアモータの可
動部に設置した軸Ａと、前記軸Ａと平行な方向を軸方向
とした、前記ハーモニックドライブに設置した軸Ｂと、
前記軸Ａと前記軸Ｂに回転可能であるように接続したリ
ンクＡと、前記軸Ａと前記軸Ｂの中間の位置に前記軸Ａ
と平行な方向を軸方向とした、前記リンクＡに設置した
軸Ｃと、前記軸Ａと前記軸Ｂの軌跡の延長線の交点の位
置に前記軸Ａと平行な方向を軸方向とした軸Ｄと、前記
軸Ｃと前記軸Ｄに回転可能であるように接続したリンク
Ｂを備えたことを特徴とするロボットアーム。 - 【請求項２】 スプライン軸と、前記スプライン軸の回
転を規制し並進移動を支持するためのナットと、前記ナ
ットと連結し前記スプライン軸を回転させるためのＤＤ
モータと、移動方向を前記スプライン軸の移動方向と垂
直方向になるように配置したリニアモータと、前記スプ
ライン軸と前記リニアモータの移動方向の両方に垂直な
方向を軸方向とした、前記リニアモータの可動部に設置
した軸Ａと、前記スプライン軸と回転可能に接続し並進
移動のための力を伝達するための連結部品と、前記軸Ａ
と平行な方向を軸方向とした、前記連結部品に設置した
軸Ｂと、前記軸Ａと前記軸Ｂに回転可能であるように接
続したリンクＡと、前記軸Ａと前記軸Ｂの中間の位置に
前記軸Ａと平行な方向を軸方向とした、前記リンクＡに
設置した軸Ｃと、前記軸Ａと前記軸Ｂの軌跡の延長線の
交点の位置に前記軸Ａと平行な方向を軸方向とした軸Ｄ
と、前記軸Ｃと前記軸Ｄに回転可能であるように接続し
たリンクＢを備えたことを特徴とするロボットアーム。 - 【請求項３】 リニアモータを力制御することにより、
ロボット先端の並進方向の力制御を可能とした請求項１
記載のロボットアーム。 - 【請求項４】 リニアモータと、ＤＤモータを力制御す
ることにより、ロボット先端の並進方向並びに回転方向
の力制御を可能とした請求項２記載のロボットアーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21837091A JPH0557660A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ロボツトアーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21837091A JPH0557660A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ロボツトアーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0557660A true JPH0557660A (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16718835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21837091A Pending JPH0557660A (ja) | 1991-08-29 | 1991-08-29 | ロボツトアーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0557660A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100758719B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2007-09-14 | 강삼태 | 산업로봇용 회전장치 |
-
1991
- 1991-08-29 JP JP21837091A patent/JPH0557660A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100758719B1 (ko) * | 2005-12-23 | 2007-09-14 | 강삼태 | 산업로봇용 회전장치 |
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