JPH0557661A - ロボツトアーム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ロボットアームの軽量化を達成すると共に、
アーム動作の迅速性，確実性を高める。 【構成】 駆動シリンダ４と被駆動シリンダ５のピスト
ン６，７によって画成される空間どうしを駆動力伝達チ
ューブ８Ａ，８Ｂで連通させ、駆動シリンダ４，被駆動
シリンダ５，駆動力伝達チューブ８Ａ，８Ｂ等に水を充
填したことにより、駆動シリンダ４側から被駆動シリン
ダ５へ、駆動力を確実に伝達し得るようにした。水は、
非圧縮性流体であるため、駆動力を円滑に伝達すること
が出来る。駆動シリンダはロボット本体側に配置するた
め、アームの軽量化を図ることが出来る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボット等の駆
動を伝達させるロボットアームに関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
この種のロボットアームとしては、アーム自体にサーボ
モータを組み込んで配設したものが知られている。しか
しながら、このような従来例にあっては、アーム自体が
大型化し、それに伴い重量が嵩み、アームの根元側の負
担が大きくなったり、重量のためサーボモータに負担が
大きくなるなどの問題がある。このため、迅速な動作を
アームに行わせるのに不適当なものであった。

【０００３】また、ロボットベースに設置したサーボモ
ータの駆動力をワイヤでアーム上に伝達する技術が知ら
れているが、この従来例にあっては、ワイヤの剛性が本
質的に弱いため、アーム動作における位置決めが難し
く、また、ワイヤの弾力性に起因してアームに振動を生
じるなどの問題を有し、その制御性の向上が望まれてい
た。

【０００４】本発明は、このような従来の問題点に着目
して創案されたものであって、アームのコンパクト化を
可能となし、サーボモータの容量を要せず、アーム動作
の高速化，高出力化を達成するロボットアームを得んと
するものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】そこで、本発明は、アー
ムの一端側に駆動シリンダを有し、アームの他端側に被
駆動シリンダを有し、前記駆動シリンダと被駆動シリン
ダとを駆動力伝達流体を充填したチューブで連通させて
連動可能としたことを、その解決手段としている。

【０００６】

【作用】アームの一端側に備えた駆動シリンダを駆動す
ることにより、駆動力伝達流体を介して、アームの他端
側の被駆動シリンダを確実に作動させる作用がある。特
に、圧縮性の小さい流体を駆動力伝導流体に用いること
により、応答性の良い動作が行える作用がある。このた
め、アームには、駆動力伝達流体を流通させるチューブ
を配置するだけでよいため、コンパクト化が達成され
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明に係るロボットアームの詳細を
図面に示す実施例に基づいて説明する。

【０００８】（第１実施例）図１及び図２は、本発明の
第１実施例を示している。

【０００９】本実施例は、図１に示すように、ロボット
ベース１に枢動可能に設けられた第１アーム２と、第１
アーム２の自由端に一端が枢支された第２アーム３で大
略構成されている。そして、ロボットベース１には、駆
動力伝達流体としての水が充填された駆動シリンダ４が
設けられ、第２アーム３には、同様に水が充填された被
駆動シリンダ５が設けられている。駆動シリンダ４内
は、摺動するピストン６によって室４Ａと室４Ｂとに画
成され、被駆動シリンダ５内はピストン７によって室５
Ａと室５Ｂとに画成されている。そして、駆動シリンダ
４の室４Ａと被駆動シリンダ５の室５Ａとは水が充填さ
れた駆動力伝達チューブ８Ａを介して連通するように接
続されており、また、駆動シリンダ４の室４Ｂと被駆動
シリンダ５の室５Ｂとは水が充填された駆動力伝達チュ
ーブ８Ｂを介して連通するように接続されている。ま
た、駆動力伝達チューブ８Ａ，８Ｂには流体圧保持器１
５が夫々伝達チューブ１７を介して接続されている。

【００１０】駆動シリンダ４内のピストン６には、ピス
トンロッド６Ａが室４Ａから外方に向けて延在されてお
り、このピストンロッド６Ａには、ロボットベース１内
に設けられたサーボモータ９の駆動軸に設けたピニオン
１０と噛合するラック（図示省略する）が形成されてい
る。

【００１１】また、被駆動シリンダ５の室５Ｂ側の端部
は、第２アーム３に枢支され、従動シリンダ５の室５Ａ
側の端部を貫通して外方に突出するピストンロッド７Ａ
の自由端は、第２アーム３の自由端部に中心部が支点１
１により枢支された揺動板１２の一端部に枢支されてい
る。また、揺動板１２の他端部には、従動シリンダ１３
のピストンロッド１４の端部が枢支されている。この従
動シリンダ１３の他端は第２アーム３に枢支されてい
る。さらに、揺動板１２には、ロボットハンド１６が設
けられている。

【００１２】流体圧保持器１５は、図２に示すように、
シリンダ１８に取り付けたピストン１９を圧力保持バネ
２９によって下方に付勢してシリンダ１８内圧を大気圧
より１〜２割高く設定し得るように、シリンダ１８上部
に螺合させたキャップ２１の天板下面に圧力保持バネ２
９の一端を当接させ、該バネ２９の他端をピストン１９
に当接させている。そして、シリンダ１８の下部には、
弁２２を介して伝達チューブ１７に接続されている。ま
た、シリンダ１８には、チューブ２３を介して圧力計２
４が接続されている。

【００１３】このような構成の流体圧力保持器１５は、
駆動力伝達チューブ８Ａ，８Ｂ側の駆動力伝達液体とし
ての水の圧力が高い場合は、弁２２は上側に押し付けら
れ、伝達チューブ１７側とシリンダ１８側を分断する。
よって、伝達チューブ１７側内部の水圧は高いままに保
たれる。一方、伝達チューブ１７側内部の水圧がシリン
ダ１８の内圧より低くなると、弁２２は下側に押し付け
られて、連通する隙間２５，２６を介して水がシリンダ
１８側から伝達チューブ１７側に流れ、伝達チューブ１
７側の液圧は常に大気圧より高く保たれる。このため、
駆動シリンダ４、駆動力伝達チューブ８Ａ，８Ｂ、伝達
チューブ１７，１７、被駆動シリンダ５内に空気が入り
込むことによって圧縮性が発生するのを防止することが
できる。

【００１４】（第２実施例）図３〜図５は、本発明を適
用した第２実施例を示している。

【００１５】図中３０は、アームであって、このアーム
３０の両側面には軸方向を同じくする被駆動シリンダ３
１，３１が固定されている。被駆動シリンダ３１内には
ピストン３２が設けられていて、ピストンロッド３３が
シリンダ３１のアーム３０の基部側より突出するように
なっている。そして、ピストンロッド３３の端部は、連
結レバー３４を介して駆動力伝達ロッド３５と一体的に
設けられている。このロッド３５は、アーム３０に設け
られたリニアベアリング３６，３６によってアーム３０
と同方向の軸方向のみ移動し得るように規制されてい
る。

【００１６】また、アーム３０の自由端部は、上下平行
に所定間隔を隔てて形成された支持板３０Ａ，３０Ｂが
一体に設けられており、両支持板３０Ａ，３０Ｂには、
回転自在に支持された縦軸３７が架設されている。そし
て、縦軸３７には、中央部貫通する横軸３８を軸装し、
この横軸３８の両端部には、互いに平行を成し、且つ横
軸３８に対して直角に取り付けられた枢動板３９Ａ，３
９Ｂが設けられている。

【００１７】さらに、枢動板３９Ａ，３９Ｂの端部は、
図５に二点鎖線で示すように、上部両脇に突出板部４０
Ａ，４０Ｂが形成されツールプレート４０の両脇に固定
されている。そして、突出板部４０Ａ，４０Ｂには、夫
々異なる駆動力伝達ロッド３５の自由端と連結部材４１
Ａ，４１Ｂを介して接続され、夫々の連結部材４１Ａ，
４１Ｂの両端は、突出板部４０Ａ，４０Ｂ及び駆動力伝
達ロッド３５，３５に対して枢動可能に設けられてい
る。

【００１８】本実施例は、このような構成としたことに
より、駆動力伝達ロッド３５，３５を互いに逆方向に駆
動することにより、図中ｘ軸を中心とする回転が可能と
なる。また、両ロッド３５，３５を同方向に両距離移動
させれば、図５に示すｙ軸を中心とする回転が可能とな
る。このため、ツールプレート４０を、上下左右の向き
に自在に変化させることができる。

【００１９】なお、ピストン３２の動作は、第１実施例
と同様の駆動シリンダ（図示省略）を用いればよい。

【００２０】以上、実施例について説明したが、本発明
は、これらに限定されるものではなく、各種の設計変更
が可能である。

【００２１】例えば、上記実施例においては、駆動力伝
達流体として水を用いたが、この他の油などの非圧縮性
流体を適宜選択することが可能である。

【００２２】また、上記実施例においては、駆動シリン
ダを駆動させる手段としてサーボモータを用いたラック
アンドピニオン機構を採用したが、この他各種の駆動手
段を適用出来ることは言うまでもない。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
に係るロボットアームにおいては、アームに駆動系手段
を搭載しなくてよいため、アームの軽量化，高速化が図
れる。また、圧縮性の無い駆動力伝達流体を用いたこと
によって、駆動力を安定して伝達できるため、アームの
振動が無く、アームの位置決めを確実に行える効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す説明図。

【図２】第１実施例に用いた流体圧保持器の断面図。

【図３】本発明の第２実施例の部分破截側面図。

【図４】第２実施例の部分平面図。

【図５】第２実施例の正面図。

【符号の説明】

２…第１アーム、３…第２アーム、４…駆動シリンダ、
５…被駆動シリンダ、８Ａ，８Ｂ…駆動力伝達チュー
ブ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アームの一端側に駆動シリンダを有し、
   アームの他端側に被駆動シリンダを有し、前記駆動シリ
   ンダと被駆動シリンダとを駆動力伝達流体を充填したチ
   ューブで連通させて連動可能としたことを特徴とするロ
   ボットアーム。