JPH0642089U - Articulated robot - Google Patents
Articulated robotInfo
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- JPH0642089U JPH0642089U JP5259193U JP5259193U JPH0642089U JP H0642089 U JPH0642089 U JP H0642089U JP 5259193 U JP5259193 U JP 5259193U JP 5259193 U JP5259193 U JP 5259193U JP H0642089 U JPH0642089 U JP H0642089U
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 上面が水平な固定ベース１と、固定ベース１
の上面に垂直な旋回軸の回りに旋回し得るように支持し
た第１アーム２と、第１アーム２に平行な第１補助リン
ク３と、第１アーム２と第１補助リンク３との他方端を
回動自在に連結した第２補助リンク４とによって平行四
辺形リンク機構を形成し、第２補助リンク４上で固定ベ
ース１の上面に垂直な旋回軸と平行な旋回軸の回りに旋
回し得るように第２アーム５を設けた多関節ロボットで
ある。
【効果】 第１アームによって第２アームの動作が制限
されずに、離れた２点間を高速で移動可能な多関節ロボ
ットを提供できる。
(57) [Summary] [Structure] Fixed base 1 with a horizontal top surface and fixed base 1
Of the first arm 2 supported so as to be able to swivel around a swivel axis perpendicular to the upper surface of the first arm, the first auxiliary link 3 parallel to the first arm 2, and the other of the first arm 2 and the first auxiliary link 3. A parallelogram link mechanism is formed by the second auxiliary link 4 whose ends are rotatably connected, and is pivoted on the second auxiliary link 4 about a pivot axis parallel to the pivot axis perpendicular to the upper surface of the fixed base 1. It is a multi-joint robot provided with the second arm 5 so as to be capable. [Effect] It is possible to provide a multi-joint robot that can move between two distant points at high speed without the movement of the second arm being restricted by the first arm.
Description
【０００１】[0001]
本考案は、高速移動が可能な多関節ロボットに関し、特に複数アームの構成に 関する。 The present invention relates to a multi-joint robot that can move at high speed, and more particularly to a configuration of multiple arms.
【０００２】[0002]
従来、２台の工作機械の間でワークを移動するような、比較的離れた２点間を 最短距離で移動する多関節ロボットは、例えば図１２に示すように、上面が水平 な固定ベース１と、固定ベース１の上に一方端を旋回し得るようにピン１１、１ ２によって支持した第１アーム２および第１補助リンク３と、第１アーム２と第 １補助リンク３との他方端を回動自在にピン２１、３１によって連結した第２補 助リンク４とによって平行四辺形リンク機構を形成してあり、一点鎖線で示すよ うに、第１アーム２を水平面上で旋回させるようにしてある。第１アーム２には ピン２１と同軸で歯車２２を固定し、第２補助リンク４の中間点において回動自 在に支持した回動軸４１に固定した第２アーム５を設けてある。回動軸４１には 歯車２２に噛み合う歯車４２を固定して、第１アーム２が旋回する時に、同時に 第２アーム５も同じ方向に旋回し、１つの駆動源により２本のアームを動作させ るようにしてある（例えば、Ｕ．Ｓ．ｐａｔｅｎｔ ４，４３３，４９５）。 また、例えば図１３に示すように、上面が水平な固定ベース１と、固定ベース １の上面に垂直な旋回軸であるＳ1 軸の回りに旋回し得る第１アーム２を設けて ある。第１アーム２の端部には、Ｓ1 軸に平行なＳ2 軸の回りに旋回し得る旋回 ベース２０を設け、旋回ベース２０にはＳ2 軸に垂直なＵ1 軸の回りに上下に旋 回する第２アーム５を設け、第２アーム５の先端にはＵ1 軸に平行なＵ2 軸の回 りに旋回し得る第３アーム６を設けてある。第３アーム６には長手方向に伸びる Ｒ軸の回りに回動し得る第４アーム７を設け、第４アーム７の先端には、Ｒ軸に 垂直なＢ軸の回りに旋回し得る手首部８を設け、手首部８にはＢ軸に垂直なＴ軸 の回りに回転し得る回転部９を設けてある（例えば、Ｕ．Ｓ．ｐａｔｅｎｔ ４ ，６６１，０４０）。Conventionally, an articulated robot that moves a workpiece between two machine tools at a shortest distance between two relatively distant points has a fixed base 1 with a horizontal upper surface as shown in FIG. 12, for example. And a first arm 2 and a first auxiliary link 3 supported by pins 11 and 12 so that one end can be swiveled on the fixed base 1, and the other end of the first arm 2 and the first auxiliary link 3. A parallelogram link mechanism is formed by the second auxiliary link 4 which is rotatably connected by the pins 21 and 31, so that the first arm 2 can be swung on a horizontal plane as shown by the chain line. There is. A gear 22 is fixed to the first arm 2 coaxially with the pin 21, and a second arm 5 fixed to a rotation shaft 41 that is rotatably supported at an intermediate point of the second auxiliary link 4 is provided. A gear 42 that meshes with the gear 22 is fixed to the rotation shaft 41, and when the first arm 2 turns, the second arm 5 also turns in the same direction at the same time, and two arms are operated by one drive source. (Eg, US patent 4,433,495). Further, as shown in FIG. 13, for example, a fixed base 1 having a horizontal upper surface and a first arm 2 capable of rotating around an S 1 axis which is a rotation axis perpendicular to the upper surface of the fixed base 1 are provided. A swivel base 20 that can swivel around an S 2 axis parallel to the S 1 axis is provided at the end of the first arm 2, and the swivel base 20 is vertically moved around a U 1 axis perpendicular to the S 2 axis. A rotating second arm 5 is provided, and a third arm 6 capable of turning around a U 2 axis parallel to the U 1 axis is provided at the tip of the second arm 5. The third arm 6 is provided with a fourth arm 7 capable of rotating around an R axis extending in the longitudinal direction, and the tip of the fourth arm 7 has a wrist portion capable of rotating around a B axis perpendicular to the R axis. 8, and a wrist portion 8 is provided with a rotating portion 9 capable of rotating around a T axis perpendicular to the B axis (for example, US patent 4, 661, 040).
【０００３】[0003]
ところが、上記前者の構成では、第２アームの動作は歯車を介して第１アーム の旋回動作から伝達されるので、第１アームの動作に制限され、多関節ロボット のアームとしては自由度が限定されると共に、構造が複雑になるという欠点があ った。 また、上記後者の構成では、第２アーム５が第１アーム２の上に載置されてお り、第１アーム２の旋回動作によって第２アーム５が第１アームの旋回角度だけ 同時に旋回する。したがって、第２アーム５だけ逆方向に旋回して、第２アーム ５の手首部８を、離れた２点間を結ぶ最短距離である直線状に移動させる時、第 ２アーム５の旋回角度は第１アーム２のほぼ２倍になり、第２アーム５の動作速 度を２倍にする必要が出てくるため、第２アーム５の駆動装置が大きくなると共 に、第２アーム５のＧＤ2 がすべて第１アーム２に負荷されるため、第１アーム ２の駆動モータ、や減速機の容量を大きくする必要があるという問題があった。 本考案は、ロボットアームの駆動装置の容量が小さく、自由度が制限されない 、高速移動が可能な多関節ロボットのアームを提供することを目的とするもので ある。However, in the former configuration, since the motion of the second arm is transmitted from the turning motion of the first arm via the gear, it is limited to the motion of the first arm, and the degree of freedom is limited as the arm of the articulated robot. However, there is a drawback that the structure becomes complicated. In the latter configuration, the second arm 5 is placed on the first arm 2, and the turning motion of the first arm 2 causes the second arm 5 to simultaneously turn by the turning angle of the first arm. . Therefore, when only the second arm 5 is turned in the opposite direction and the wrist portion 8 of the second arm 5 is moved linearly, which is the shortest distance connecting two distant points, the turning angle of the second arm 5 is Since the operating speed of the second arm 5 needs to be doubled almost twice as much as that of the first arm 2, the driving device of the second arm 5 becomes large, and the GD of the second arm 5 becomes large. Since 2 is all loaded on the first arm 2, there is a problem that it is necessary to increase the capacity of the drive motor and the speed reducer of the first arm 2. An object of the present invention is to provide an arm of a multi-joint robot which has a small capacity of a drive unit of a robot arm and has a limited degree of freedom and which can move at high speed.
【０００４】[0004]
本考案は、固定ベース上に複数のアームを備えた多関節ロボットにおいて、上 面が水平な前記固定ベースと、前記固定ベースの上面に垂直な旋回軸の回りに旋 回し得るように支持した第１アームと、前記第１アームに平行な第１補助リンク と、前記第１アームと前記第１補助リンクとの他方端を回動自在に連結した第２ 補助リンクとによって平行四辺形リンク機構を形成し、前記固定ベースの上面に 垂直な旋回軸と平行な旋回軸の回りに旋回し得るように前記第２補助リンク上に 第２アームと、前記第２アームの先端部に回動自在に設けた第３アームと、前記 第３アームの先端部に設けた手首部とを設けたものである。 The present invention relates to a multi-joint robot having a plurality of arms on a fixed base, the upper surface of which is supported horizontally, and the fixed base which is supported so as to be rotatable about a rotation axis perpendicular to the upper surface of the fixed base. A parallelogram link mechanism is formed by one arm, a first auxiliary link parallel to the first arm, and a second auxiliary link rotatably connecting the other ends of the first arm and the first auxiliary link. A second arm on the second auxiliary link so that it can be swiveled around a swivel axis parallel to the swivel axis perpendicular to the upper surface of the fixed base, and is pivotally attached to the tip of the second arm. The third arm provided and the wrist provided at the tip of the third arm are provided.
【０００５】[0005]
【作用】 第２アームが第１アームを含む平行四辺形リンク機構の内の一つのリンク上で 第１アームの駆動源と独立した駆動源により旋回できるようにしてあるので、第 １アームの旋回動作に制限されずに第２アームを旋回でき、手首部等が離れた２ 点間を直線的に移動できる。Since the second arm can be turned by a drive source independent of the drive source of the first arm on one of the parallelogram linkages including the first arm, the first arm can be turned. The second arm can be swung without being limited to the movement, and the wrist or the like can be linearly moved between two points separated from each other.
【０００６】[0006]
本考案を図に示す実施例について説明する。 図１（ａ）は本考案の第１の実施例を示す平面図、図２は側面図で、上面が水 平な固定ベース１と、固定ベース１の上面に垂直な旋回軸であるＳ1 軸の回りに 一方端を旋回し得るように間隔を開けてピン１１、１２によって支持した第１ア ーム２および第１補助リンク３と、第１アーム２と第１補助リンク３との他方端 を回動自在にピン２１、３１によって連結した第２補助リンク４とによって平行 四辺形リンク機構を形成してある。第１アーム２は固定ベース１に設けた第１駆 動モータ１３によりピン１１のＳ1 軸の回りに水平面上で旋回するようにしてあ る。第２補助リンク４にはピン２１のＳ2 軸と同軸で第２駆動モータ２３の回転 軸をピポット支持し、第２駆動モータ２３の固定部を第２アーム５の一方端にピ ポット支持してある。第２アーム５の他方端には、ピン２１のＳ2 軸に対して垂 直方向に伸びるＵ軸と同軸の回転軸を持った第３駆動モータ５１を設け、第３ア ーム６を上下に揺動するようにしてある。第３アーム６の先端には、第３アーム ６の長手方向のＲ軸の回りに第４駆動モータ７１により回転し得る中空の第４ア ーム７を設けてある。第４アーム７の先端には第３アーム６のＲ軸と直交するＢ 軸の回りに手首駆動モータ７２により、図１（ｂ）に示すように、第４アーム７ 内を貫通する中空シャフト７３および手首ギヤ機構８０を介して旋回し得る手首 部８を設け、手首部８には中空シャフト７３の中を通るＴ軸シャフト７４および 手首ギヤ機構８０を介してＴ軸駆動モータ７５により手首部８の長手方向のＴ軸 の回りに回転し得る回転部９を設けてある。 手首部８を点Ｐから点Ｑに至る直線移動をさせる場合、第１アーム２を第１駆 動モータ１３により旋回し、第２アーム５を第２駆動モータ２３により旋回して 、図１の実線の状態から一点鎖線の状態にする。第１アーム２の旋回角をα1 、 第１アーム２と第２アーム５とのなす角をα2 とすると、第２アーム５の旋回角 は、２α2 −α1 となる。第２補助リンク４は平行移動するので角度は変わらな い。 とくに、第１アーム２の長さＬ1 と第２アーム５の根元から手首部までの長さ Ｌ2 とを等しくしておくと、第２アーム５の旋回角もα1 となる。したがって、 第１アーム２と第２アーム５の旋回速度も等しくなる。The present invention will be described with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 1 (a) is a plan view showing a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a side view showing a fixed base 1 having a horizontal upper surface and a swivel axis S 1 perpendicular to the upper surface of the fixed base 1. The first arm 2 and the first auxiliary link 3, which are supported by the pins 11 and 12 with a space therebetween so that one end can be pivoted about the axis, and the other of the first arm 2 and the first auxiliary link 3. A parallelogram link mechanism is formed by the second auxiliary link 4 whose ends are rotatably connected by pins 21 and 31. The first arm 2 is made to pivot on the horizontal plane around the S 1 axis of the pin 11 by the first drive motor 13 provided on the fixed base 1. On the second auxiliary link 4, the rotation shaft of the second drive motor 23 is pivotally supported coaxially with the S 2 axis of the pin 21, and the fixed portion of the second drive motor 23 is pivotally supported on one end of the second arm 5. There is. At the other end of the second arm 5, a third drive motor 51 having a rotary shaft coaxial with the U axis extending in the vertical direction with respect to the S 2 axis of the pin 21 is provided, and the third arm 6 is moved up and down. It is designed to rock. At the tip of the third arm 6, there is provided a hollow fourth arm 7 that can be rotated by a fourth drive motor 71 around the R axis in the longitudinal direction of the third arm 6. A hollow shaft 73 penetrating the inside of the fourth arm 7 is provided at the tip of the fourth arm 7 by a wrist drive motor 72 around a B axis orthogonal to the R axis of the third arm 6, as shown in FIG. 1 (b). And a wrist portion 8 which can be swung via a wrist gear mechanism 80. The wrist portion 8 is provided on the wrist portion 8 by a T-axis shaft 74 passing through a hollow shaft 73 and a T-axis drive motor 75 via the wrist gear mechanism 80. There is provided a rotating portion 9 capable of rotating around the T axis in the longitudinal direction of the. When the wrist portion 8 is linearly moved from the point P to the point Q, the first arm 2 is swung by the first drive motor 13, and the second arm 5 is swung by the second drive motor 23. Change from the solid line to the alternate long and short dash line. When the turning angle of the first arm 2 is α 1 and the angle between the first arm 2 and the second arm 5 is α 2 , the turning angle of the second arm 5 is 2α 2 −α 1 . Since the second auxiliary link 4 moves in parallel, the angle does not change. In particular, when the first arm 2 and length L 1 should be equal to the length L 2 to the wrist portion from the root of the second arm 5, the turning angle of the second arm 5 is also a alpha 1. Therefore, the turning speeds of the first arm 2 and the second arm 5 are also equal.
【０００７】 図３は第２の実施例を示す側面図で、第２補助リンク４に第２アーム５の一方 端を軸に上下に揺動する第３駆動モータ５１を設け、第２アーム５の他方端には 第２駆動モータ２３を設けて第３アーム６を水平方向に旋回するようにしたもの で、第２アーム５の先端から先をすべて上下に移動できるようにしたものである 。 図４は第３の実施例を示す平面図で、第１実施例の場合の平行四辺形リンク機 構のピン１１、１２の間を、第２補助リンク４に平行な第２アーム駆動リンク４ ’により回動自在に連結し、第１アーム２、第１補助リンク３、第２補助リンク ４と共に平行四辺形リンク機構を構成してある。また、第２補助リンク４の一方 端をピン２１の外側へオーバーハングさせてフォーク状の第２アーム５を形成し 、固定ベース１に設けた第２駆動モータ２３により、ベルト２４を介して第２ア ーム駆動リンク４’を旋回することにより、第２アーム５を旋回させるようにし たものである。この構成により、第１アーム２が負担する重量を第２駆動モータ ２３の分だけ軽く、かつコンパクトにすることができる。 図５は第４の実施例を示す側面図で、第２アーム５、第２補助リンク４、昇降 第１補助リンク５２および昇降第２補助リンク５３によって平行四辺形リンク機 構に構成し、第３アーム６を昇降第２補助リンク５３に設けた第２駆動モータ２ ３により水平面上で旋回させるようにし、第３アーム６を平行移動によって上下 に移動するようにしたものである。これにより、第３アーム６を常に水平を保ち ながら高さを調節できる。FIG. 3 is a side view showing the second embodiment, in which the second auxiliary link 4 is provided with a third drive motor 51 which swings up and down about one end of the second arm 5 as an axis. The other end of the second arm 5 is provided with a second drive motor 23 so as to pivot the third arm 6 in the horizontal direction, and the tip of the second arm 5 can be moved up and down entirely. FIG. 4 is a plan view showing a third embodiment, in which the second arm drive link 4 parallel to the second auxiliary link 4 is provided between the pins 11 and 12 of the parallelogram link mechanism of the first embodiment. 'Is rotatably connected to form a parallelogram link mechanism together with the first arm 2, the first auxiliary link 3, and the second auxiliary link 4. In addition, one end of the second auxiliary link 4 is overhanged to the outside of the pin 21 to form the second arm 5 having a fork shape, and the second drive motor 23 provided on the fixed base 1 causes the second arm 5 to move through the belt 24. The second arm 5 is rotated by rotating the two-arm drive link 4 '. With this configuration, the weight of the first arm 2 can be reduced by the amount of the second drive motor 23 and can be made compact. FIG. 5 is a side view showing a fourth embodiment, in which the second arm 5, the second auxiliary link 4, the elevating first auxiliary link 52 and the elevating second auxiliary link 53 constitute a parallelogram link mechanism. The third arm 6 is made to rotate on a horizontal plane by the second drive motor 23 provided on the lifting second auxiliary link 53, and the third arm 6 is moved up and down by parallel movement. Thereby, the height can be adjusted while keeping the third arm 6 always horizontal.
【０００８】 図６は第５の実施例を示す説明図で、手首部８で把持するワークが比較的大き い場合、ワークが移動途中で他の物体との干渉を防ぐようにした構成を示してい る。すなわち、図６（ａ）に示すように、第１アーム２の長さＬ1 と第２アーム ５の根元から手首部８までの長さＬ2 とを等しくしておくと、手首部８の移動軌 跡Ｋ2 はＳ1 軸を通る直線Ｋ1 上を移動する。このとき、ワークＷが手首部８か らはみ出している場合は、ワークＷの中心の移動軌跡Ｋ3 は、Ｓ1 軸を通る直線 Ｋ1 上から外側に離れた円弧上を移動するため、Ｓ1 軸を通る直線Ｋ1 の近くに ある物体と干渉することがあった。 そこで、第２アーム５の根元から手首部８までの長さＬ2 を第１アーム２の長 さＬ1 より小さくしておくと、手首部８の移動軌跡Ｋ2 はＳ1 軸を通る直線Ｋ1 より第２アーム５側に湾曲した円弧状軌跡となり、手首部８から第２アーム５の 長手方向にはみ出したワークＷの移動軌跡Ｋ3 はＳ1 軸を通る直線Ｋ1 側に寄っ た移動軌跡となるので、Ｓ1 軸を通る直線Ｋ1 の近くにある物体との干渉を防ぐ ことができる。 図７は第６の実施例を示す平面図で、手首部８の移動位置におけるアンバラン スモーメントを少なくする構成を示している。すなわち、固定ベース１の中心か ら手首部８の移動方向に対して偏心した位置に、バネ装置からなるバランサ１０ の一方端をピン１４を介して回動し得るように連結し、他方端を第１アーム２と 第２アーム５とを連結するピン２１に回動し得るように連結してある。 この構成により、手首部８がＰ点とＱ点を往復する場合、手首部８がＳ1 軸付 近から離れる方向に移動する時、バランサ１０のバネにより幾分負荷が大きくな る傾向にあるがバランサ１０のバネは余り伸びていないので、負荷トルクには余 り影響を受けない。しかし、Ｐ点またはＱ点に近付く時は第１駆動モータ１３が 減速する期間で、この時はバランサ１０のバネが大きく伸びて第１アーム２の回 動動作を抑制し、第１駆動モータ１３の減速を促進するので、減速のための負荷 が軽くなる。 また、Ｐ点もしくはＱ点から手首部８がＳ1 軸方向に移動する時、すなわち、 第１アームが第１駆動モータ１３により加速される期間は、バランサ１０のバネ により加速のための負荷が軽くなる。 図８は第７の実施例を示す平面図で、手首部８に固定した第３アーム６の延長 線上に伸びる第１手首リンク８１と、手首部８に回動し得るように設けた回転部 ９に固定した第２手首リンク８２と、第１手首リンク８１の先端に回動し得るよ うにピン連結した第３手首リンク８３と、第２手首リンク８２と第３手首リンク ８３の先端にピン連結され、かつ第１手首リンク８１に平行な第４手首リンク８ ４とを設けて平行四辺形手首リンク機構を形成してある。第２手首リンク８２は 、第３アーム６の後方に設けたＴ軸駆動モータ７５により、図９に示すように、 第４アーム７内に設けた中空シャフト７３の中を貫通するＴ軸シャフト７４、手 首ギヤ機構８０および回転部９を介して回動するようにしてある。手首ギヤ機構 ８０は、中空シャフト７３と手首部８と間を複数のべベルギヤの噛み合わせ機構 により結合し、手首機構８がＲ軸に対して直角のＢ軸の回りに回転するようにし てあると共に、Ｔ軸シャフト７４と回転部９との間を複数のベベルギヤの噛み合 わせ機構により結合し、回転部９が手首部８のＢ軸に対して直角のＴ軸の回りに 回転するようにしてある。第３手首リンク８３の第１手首リンク８１側にはワー クＷを把持する把持装置８５を固定してある。 このような構成により、ワークＷをＰ点からＱ点に移動する時、第１アーム２ および第２アーム５を回動すると共に、Ｔ軸駆動モータ７５により第２手首リン ク８２を回動させ、平行四辺形手首リンク機構を介して把持装置８５を回動させ 、把持装置８５に把持したワークＷを、図８に一点鎖線で示すように、移動方向 に対してワークＷの姿勢を常に一定の方向に向くように維持したまま移動させる ことができる。FIG. 6 is an explanatory view showing a fifth embodiment, and shows a configuration in which, when the work to be gripped by the wrist 8 is relatively large, the work is prevented from interfering with other objects during movement. ing. That is, as shown in FIG. 6 (a), the first arm 2 and length L 1 from the base of the second arm 5 If you leave equal to the length L 2 to the wrist 8, the wrist 8 The movement track K 2 moves on a straight line K 1 passing through the S 1 axis. At this time, when the work W protrudes from the wrist 8, the movement trajectory K 3 of the center of the work W moves on an arc distant from the straight line K 1 passing through the S 1 axis to the outside. It sometimes interfered with an object near a straight line K 1 passing through one axis. Therefore, if the length L 2 from the base of the second arm 5 to the wrist portion 8 is made smaller than the length L 1 of the first arm 2, the movement locus K 2 of the wrist portion 8 is a straight line passing through the S 1 axis. An arcuate locus curved from K 1 to the second arm 5 side, and a locus K 3 of movement of the work W protruding from the wrist 8 in the longitudinal direction of the second arm 5 is closer to the straight line K 1 passing through the S 1 axis Since it becomes the movement locus, it is possible to prevent the interference with the object near the straight line K 1 passing through the S 1 axis. FIG. 7 is a plan view showing a sixth embodiment and shows a configuration for reducing the unbalance moment at the moving position of the wrist 8. That is, one end of the balancer 10 composed of a spring device is rotatably connected to the position eccentric from the center of the fixed base 1 with respect to the moving direction of the wrist portion 8 via the pin 14, and the other end is connected. It is rotatably connected to a pin 21 that connects the first arm 2 and the second arm 5. With this configuration, when the wrist part 8 reciprocates between the P point and the Q point, when the wrist part 8 moves away from the vicinity of the S 1 axis, the spring of the balancer 10 tends to increase the load to some extent. However, since the spring of the balancer 10 is not extended so much, it is not much affected by the load torque. However, when approaching the point P or the point Q, it is a period during which the first drive motor 13 decelerates. At this time, the spring of the balancer 10 greatly expands to suppress the rotational movement of the first arm 2, and the first drive motor 13 Since it accelerates deceleration, the load for deceleration is reduced. Further, when the wrist portion 8 moves in the S 1 axis direction from the P point or the Q point, that is, during the period in which the first arm is accelerated by the first drive motor 13, the load of the balancer 10 for acceleration is applied. It gets lighter. FIG. 8 is a plan view showing a seventh embodiment, in which a first wrist link 81 extending on an extension line of a third arm 6 fixed to a wrist portion 8 and a rotating portion provided on the wrist portion 8 so as to be rotatable. The second wrist link 82 fixed to 9, the third wrist link 83 pin-rotatably connected to the tip of the first wrist link 81, and the second wrist link 82 and the third wrist link 83 A parallelogram wrist link mechanism is formed by providing a fourth wrist link 84 connected to and parallel to the first wrist link 81. The second wrist link 82 is a T-axis shaft 74 that penetrates a hollow shaft 73 provided in the fourth arm 7 by a T-axis drive motor 75 provided at the rear of the third arm 6, as shown in FIG. , The wrist gear mechanism 80 and the rotating portion 9 are used for rotation. The wrist gear mechanism 80 connects the hollow shaft 73 and the wrist portion 8 by a meshing mechanism of a plurality of bevel gears so that the wrist mechanism 8 rotates about a B axis that is perpendicular to the R axis. At the same time, the T-axis shaft 74 and the rotating part 9 are coupled by a meshing mechanism of a plurality of bevel gears so that the rotating part 9 rotates about the T-axis of the wrist 8 at right angles to the B-axis. There is. A gripping device 85 for gripping the work W is fixed to the first wrist link 81 side of the third wrist link 83. With this configuration, when the work W is moved from the P point to the Q point, the first arm 2 and the second arm 5 are rotated, and the T-axis drive motor 75 rotates the second wrist link 82. By rotating the gripping device 85 via the parallelogram wrist link mechanism and holding the work W gripped by the gripping device 85, the posture of the work W is always constant with respect to the moving direction, as shown by the one-dot chain line in FIG. You can move it while keeping it in the direction of.
【０００９】 図１０は第８の実施例を示す側面図で、手首部８と第１手首リンク８１との間 および回転部９と第２手首リンク８２との間にショックセンサ９１およびフロー ト機構８６、８７を設けて、ワークＷや把持装置８５が他の物体に衝突した時の ように手首部８に過大な力が作用した時に、手首部８の移動方向の過負荷を検出 すると共に過負荷を吸収するようにしたものである。 すなわち、フロート機構８６は、図１０に示すように、手首部８の下方に上下 に摺動し得る摺動部８６１を設け、第１手首リンク８１と固着してある。摺動部 ８６１にはフランジ部８６２を設けて手首部８の下面とフランジ部８６２との間 に圧縮バネ８６３を設けてある。手首部８の下端にはケーシング８６４を設けて 圧縮バネ８６３を囲むと共に、ケーシング８６４の下端には受け板８６５を設け 、フランジ部８６２の下面と対向するようにしてある。受け板８６５とフランジ 部８６２との互いに対向する面には、それぞれ凹部８６６、８６５を設け、係合 球８８６を収納してある。手首部８と摺動部８６１にはコイル状の復帰バネ８６ ９の両端部をそれぞれ固定してある。 フロート機構８７は、手首部８のＴ軸の回りに回動する回転部９の先端に間隔 を開けて第２手首リンク８２に固定した支持軸８７１を設けてある。支持軸８７ １には円板状のフランジ部８７２を設けて、外周に突出し、かつ下面に両方向に 傾斜面を有する複数個の円周方向に等間隔に配置した突出部８７３を備え、回転 部９の先端とフランジ部８７２との間に圧縮バネ８７４を設けてある。回転部９ の先端にはフランジ部８７２を囲むガイドリング８７５を設け、ガイドリング８ ７５の下方には内側に突出する受け板８７６を設けてある。受け板８７６のフラ ンジ部８７２に対向する面には、突出部８７３の傾斜面と同じ傾斜角を持つ凹部 ８７７を設け、突出部８７３を係合・支持している。回転部９と支持軸８７１に はコイル状の復帰バネ８７８の両端をそれぞれ固定してある。 第１手首リンク８１に手首部８の移動方向に過大な力が作用した場合、摺動部 ８６１は第１手首リンク８１と共に手首部８に対して相対的にＴ軸の回りに復帰 バネ８６９に抗して回転しようとする。このとき、フランジ部８６２の凹部８６ ６と手首部８に固定されたケーシング８６４に設けた凹部８６５とに係合した係 合球８８６は凹部８６６、８６５から受け板８６５の上面に上がり、係合球８８ ６は自由に転動できる状態となって第１手首リンク８１は自由にＴ軸の回りに回 動可能な状態となる。この時、摺動部８６１が係合球８８６によって圧縮バネ８ ６３に抗して軸方向に移動し、ショックセンサ９１を動作させ、ショックセンサ の出力によって第１手首リンク８１の動作を停止する。 第１手首リンク８１の過負荷状態が解消すると、復帰バネ８６９によって摺動 部８６１は逆方向に回転し、係合球８８６は凹部８６６、８６５に収納され、第 １手首リンク８１は元の位置に復帰する。 第２手首リンク８２に過大な力が作用した場合についても同様に、支持軸８７ １が第２手首リンク８２と共に回転軸９に対して相対的に復帰バネ８７８に抗し て回転しようとする。この時、フランジ部８７２の突出部８７３は凹部８７７か ら傾斜に沿って円周方向および軸方向に移動し、突出部８７３と凹部８７７の係 合は解消し、フランジ部８７２および支持軸８７１は自由に回動できる状態とな る。この時、フランジ部８７２は軸方向に移動し、ショックセンサ９１を動作さ せ、回転部９の回転を停止する。 第２手首リンク８２の過負荷状態が解消すると、復帰バネ８７８によってフラ ンジ部８７２は逆回転し、突出部８７３は凹部８７７に収納され、第２手首リン ク８２は元の位置に復帰する。FIG. 10 is a side view showing the eighth embodiment, in which the shock sensor 91 and the float mechanism are arranged between the wrist portion 8 and the first wrist link 81 and between the rotating portion 9 and the second wrist link 82. 86 and 87 are provided to detect an overload in the moving direction of the wrist portion 8 when an excessive force acts on the wrist portion 8 such as when the work W or the gripping device 85 collides with another object. It is designed to absorb the load. That is, as shown in FIG. 10, the float mechanism 86 is provided with a sliding portion 861 that can slide up and down below the wrist portion 8 and is fixed to the first wrist link 81. A flange portion 862 is provided on the sliding portion 861 and a compression spring 863 is provided between the lower surface of the wrist portion 8 and the flange portion 862. A casing 864 is provided at the lower end of the wrist portion 8 to surround the compression spring 863, and a receiving plate 865 is provided at the lower end of the casing 864 so as to face the lower surface of the flange portion 862. Recesses 866 and 865 are provided on the surfaces of the receiving plate 865 and the flange portion 862 that face each other, and the engaging balls 886 are stored therein. Both ends of a coil-shaped return spring 869 are fixed to the wrist portion 8 and the sliding portion 861. The float mechanism 87 is provided with a support shaft 871 fixed to the second wrist link 82 with a space provided at the tip of the rotating portion 9 which rotates around the T axis of the wrist portion 8. The support shaft 871 is provided with a disc-shaped flange portion 872, and is provided with a plurality of projecting portions 873 projecting on the outer periphery and having inclined surfaces in both directions on the lower surface and arranged at equal intervals in the circumferential direction. A compression spring 874 is provided between the tip of 9 and the flange portion 872. A guide ring 875 that surrounds the flange portion 872 is provided at the tip of the rotating portion 9, and a receiving plate 876 that projects inward is provided below the guide ring 875. A concave portion 877 having the same inclination angle as the inclined surface of the protruding portion 873 is provided on the surface of the receiving plate 876 facing the flange portion 872 to engage and support the protruding portion 873. Both ends of a coil-shaped return spring 878 are fixed to the rotating portion 9 and the support shaft 871. When an excessive force acts on the first wrist link 81 in the moving direction of the wrist portion 8, the sliding portion 861 returns to the spring 869 around the T-axis relative to the wrist portion 81 together with the first wrist link 81. Trying to rotate against. At this time, the engaging sphere 886 engaged with the concave portion 866 of the flange portion 862 and the concave portion 865 provided in the casing 864 fixed to the wrist portion 8 rises from the concave portions 866 and 865 to the upper surface of the receiving plate 865 and is engaged. The ball 886 can freely roll, and the first wrist link 81 can freely rotate around the T axis. At this time, the sliding portion 861 axially moves against the compression spring 863 by the engagement ball 886, operates the shock sensor 91, and stops the operation of the first wrist link 81 by the output of the shock sensor. When the overloaded state of the first wrist link 81 is released, the sliding portion 861 is rotated in the opposite direction by the return spring 869, the engagement ball 886 is housed in the recesses 866 and 865, and the first wrist link 81 is returned to its original position. Return to. Similarly, when an excessive force acts on the second wrist link 82, the support shaft 87 1 tries to rotate against the return spring 878 relative to the rotation shaft 9 together with the second wrist link 82. At this time, the protruding portion 873 of the flange portion 872 moves in the circumferential direction and the axial direction from the recessed portion 877 along the inclination, the engagement between the protruding portion 873 and the recessed portion 877 is released, and the flange portion 872 and the support shaft 871 are It will be in a state where it can freely rotate. At this time, the flange portion 872 moves in the axial direction, operates the shock sensor 91, and stops the rotation of the rotating portion 9. When the overloaded state of the second wrist link 82 is eliminated, the flange portion 872 is reversely rotated by the return spring 878, the protruding portion 873 is housed in the recessed portion 877, and the second wrist link 82 is returned to the original position.
【００１０】[0010]
以上述べたように、本考案によれば、第２アームが第１アームを含む平行四辺 形リンク機構の内の一つのリンク上で第１アームの駆動源と独立した駆動源によ り旋回できるようにしてあるので、第１アームの旋回動作に制限されることがな い。また、Ｓ2 軸回りのＧＤ2 はＳ1 軸には負荷されないため、Ｓ1 軸を駆動す るトルクは従来に比較してかなり小さくなると共に、第２アームの駆動モータを 固定ベース上に設けることができるので、第１アームの負荷が軽減され、駆動装 置の容量を小さくでき、自由度が制限されない、離れた２点間を高速で移動可能 な多関節ロボットを提供できる。 また、第１アームの長さと第１アームの先端から手首部までの長さを変えるこ とにより、ワークを直線に近い軌跡上を移動させて他の物体との干渉を防ぐこと ができ、また、第１アームと固定ベースとの間にバランサを設けてあるので、第 １アームの駆動モータの負荷を低減させることができる。さらに、手首部に平行 四辺形手首リンク機構を介してワークの把持装置を設けてあるので、ワークを移 動方向に対して常に一定の姿勢を維持して移動することができるなどの効果があ る。 また、手首部と第１手首リンクとの間、および回転部と第２手首リンクとの間 にショックセンサおよびフロート機構を設けてあるので、ワークや把持装置が他 の物体に衝突した時のように手首部に過大な力が作用した時に、手首部の移動方 向の過負荷を検出すると共に過負荷を吸収し、過負荷に対する保護が可能となる 効果がある。As described above, according to the present invention, the second arm can be swung by the drive source independent of the drive source of the first arm on one of the parallelogram linkages including the first arm. Therefore, the turning motion of the first arm is not limited. Also, S 2 about the axis of the GD 2 is because it is not loaded in the S 1 axis, the torque you drive the S 1 axis with much smaller as compared with the prior art, providing a driving motor of the second arm on the stationary base Therefore, the load on the first arm can be reduced, the capacity of the drive device can be reduced, the degree of freedom is not limited, and a multi-joint robot that can move between two distant points at high speed can be provided. Also, by changing the length of the first arm and the length from the tip of the first arm to the wrist, it is possible to move the work on a locus close to a straight line and prevent interference with other objects. Since the balancer is provided between the first arm and the fixed base, the load on the drive motor of the first arm can be reduced. Further, since the work gripping device is provided on the wrist through the parallelogram wrist link mechanism, there is an effect that the work can always be moved while maintaining a constant posture in the moving direction. It Further, since the shock sensor and the float mechanism are provided between the wrist part and the first wrist link and between the rotating part and the second wrist link, it is possible that the work or the gripping device may collide with other objects. When an excessive force is applied to the wrist, an overload in the moving direction of the wrist is detected, and the overload is absorbed, and it is possible to protect against overload.
【図１】本考案の第１の実施例を示す平面図である。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention.
【図２】本考案の第１の実施例を示す側面図である。FIG. 2 is a side view showing a first embodiment of the present invention.
【図３】本考案の第２の実施例を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing a second embodiment of the present invention.
【図４】本考案の第３の実施例を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing a third embodiment of the present invention.
【図５】本考案の第４の実施例を示す側面図である。FIG. 5 is a side view showing a fourth embodiment of the present invention.
【図６】本考案の第５の実施例の動作を示す説明図であ
る。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the operation of the fifth embodiment of the present invention.
【図７】本考案の第６の実施例を示す平面図である。FIG. 7 is a plan view showing a sixth embodiment of the present invention.
【図８】本考案の第７の実施例を示す平面図である。FIG. 8 is a plan view showing a seventh embodiment of the present invention.
【図９】本考案の手首部を示す側断面図である。FIG. 9 is a side sectional view showing a wrist portion of the present invention.
【図１０】本考案の第８の実施例を示す側面図である。FIG. 10 is a side view showing an eighth embodiment of the present invention.
【図１１】本考案の第８の実施例を示す要部側断面図で
ある。FIG. 11 is a side sectional view showing an essential part of an eighth embodiment of the present invention.
【図１２】従来例を示す構成図である。FIG. 12 is a configuration diagram showing a conventional example.
【図１３】従来例を示す側面図である。FIG. 13 is a side view showing a conventional example.
１ 固定ベース、１１、１２、１４、２１、３１ ピ
ン、１３ 第１駆動モータ、２ 第１アーム、２３ 第
２駆動モータ、２４ ベルト、３ 第１補助手首リン
ク、４ 第２補助手首リンク、４’ 第２アーム駆動リ
ンク、５ 第２アーム、５１ 第３駆動モータ、５２
昇降第１補助手首リンク、５３ 昇降第２補助手首リン
ク、６ 第３アーム、７ 第４アーム、７１ 第４駆動
モータ、７２手首駆動モータ、７３ 中空シャフト、７
４ Ｔ軸シャフト、７５ Ｔ軸駆動モータ、８ 手首
部、８０ 手首ギヤ機構、８１ 第１手首リンク、８２
第２手首リンク、８３ 第３手首リンク、８４ 第４
手首リンク、８５ 把持装置、８６、８７ フロート機
構、 ９ 回転部、９１ ショックセンサ、１０ バラ
ンサ1 fixed base, 11, 12, 14, 21, 31 pin, 13 first drive motor, 2 first arm, 23 second drive motor, 24 belt, 3 first auxiliary wrist link, 4 second auxiliary wrist link, 4 'Second arm drive link, 5 second arm, 51 third drive motor, 52
Lifting 1st auxiliary wrist link, 53 Lifting 2nd auxiliary wrist link, 6 3rd arm, 7 4th arm, 71 4th drive motor, 72 Wrist drive motor, 73 Hollow shaft, 7
4 T-axis shaft, 75 T-axis drive motor, 8 wrist part, 80 wrist gear mechanism, 81 1st wrist link, 82
2nd wrist link, 83 3rd wrist link, 84 4th
Wrist link, 85 gripping device, 86, 87 float mechanism, 9 rotating part, 91 shock sensor, 10 balancer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 一番ケ瀬 敦 福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号 株式会社安川電機内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Atsushi Ichigase No.2-1 Kurosaki Shiroishi, Yawatanishi-ku, Kitakyushu City, Fukuoka Yasukawa Electric Co., Ltd.
Claims (10)
関節ロボットにおいて、上面が水平な前記固定ベース
と、前記固定ベースの上面に垂直な旋回軸の回りに旋回
し得るように支持した第１アームと、前記第１アームに
平行な第１補助リンクと、前記第１アームと前記第１補
助リンクとの他方端を回動自在に連結した第２補助リン
クとによって平行四辺形リンク機構を形成し、前記固定
ベースの上面に垂直な旋回軸と平行な旋回軸の回りに旋
回し得るように前記第２補助リンク上に設けた第２アー
ムと、前記第２アームの先端部に回動自在に設けた第３
アームと、前記第３アームの先端部に設けた手首部とを
備えたことを特徴とする多関節ロボット。1. A multi-joint robot having a plurality of arms on a fixed base, the first base being supported so as to be rotatable about a fixed base having a horizontal upper surface and a rotation axis perpendicular to the upper surface of the fixed base. A parallelogram link mechanism is formed by one arm, a first auxiliary link parallel to the first arm, and a second auxiliary link rotatably connecting the other ends of the first arm and the first auxiliary link. A second arm formed on the second auxiliary link so that it can be swung around a swivel axis parallel to the swivel axis perpendicular to the upper surface of the fixed base, and pivoted to the tip of the second arm. Third freely set
An articulated robot comprising an arm and a wrist portion provided at a tip end portion of the third arm.
から前記手首部までの長さを等しくした請求項１記載の
多関節ロボット。2. The articulated robot according to claim 1, wherein the first arm and the second arm are equal in length from the root to the wrist.
長さを前記第１アームの長さより小さくした請求項１に
記載の多関節ロボット。3. The articulated robot according to claim 1, wherein the length from the root of the second arm to the wrist is smaller than the length of the first arm.
第３駆動モータを前記第２補助リンクに設け、前記第２
アームの他方端に第３アームを水平方向に旋回させる第
２駆動モータを設けた請求項１から３までのいずれか１
項に記載の多関節ロボット。4. A third drive motor for swinging the second arm in a vertical direction is provided on the second auxiliary link, and the second drive motor is provided.
4. A second drive motor for rotating the third arm in the horizontal direction is provided at the other end of the arm.
An articulated robot according to the item.
２アーム駆動リンクと、前記第１アームと、前記第１補
助リンクと、前記第２補助リンクとにより平行四辺形リ
ンク機構を形成し、前記第２アームを前記第２補助リン
クと一体に形成し、ベルトを介して前記第２アーム駆動
リンクを旋回駆動する第２駆動モータを前記固定ベース
に設けた請求項１から３までのいずれか１項に記載の多
関節ロボット。5. A parallelogram link mechanism is formed by a second arm drive link rotatably supported by the fixed base, the first arm, the first auxiliary link, and the second auxiliary link. Any of claims 1 to 3, wherein the second arm is formed integrally with the second auxiliary link, and the fixed base is provided with a second drive motor for rotationally driving the second arm drive link via a belt. The multi-joint robot according to item 1.
と、前記第２アームに平行な昇降第１補助リンクと、前
記第２補助リンクに平行な昇降第２補助リンクとにより
平行四辺形リンク機構を形成し、前記第２補助リンクに
前記第２アームを上下方向に旋回させる第３駆動モータ
を設けた請求項１から３までのいずれか１項に記載の多
関節ロボット。6. A parallelogram formed by the second arm, the second auxiliary link, an elevating first auxiliary link parallel to the second arm, and an elevating second auxiliary link parallel to the second auxiliary link. The articulated robot according to any one of claims 1 to 3, wherein a link mechanism is formed, and a third drive motor that pivots the second arm in the up-down direction is provided on the second auxiliary link.
移動方向に対して偏心した位置に一方端を回動し得るよ
うに連結し、他方端を前記第１アームと前記第２アーム
との連結部付近に回動し得るように連結したバネ装置か
らなるバランサを設けた請求項１から６までのいずれか
１項に記載の多関節ロボット。7. The one end is rotatably connected to a position eccentric to the movement direction of the wrist from the center of the fixed base, and the other end is connected to the first arm and the second arm. The multi-joint robot according to any one of claims 1 to 6, further comprising a balancer including a spring device that is rotatably connected to the vicinity of the connection portion.
延長線上に伸びる第１手首リンクと、前記手首部に回動
し得るように設けた第２手首リンクと、前記第１手首リ
ンクの先端に回動し得るようにピン連結した第３手首リ
ンクと、前記第２手首リンクと前記第３手首リンクの先
端にピン連結され、かつ前記第１手首リンクに平行な第
４手首リンクと、前記第２手首リンクを回転部を介して
回動する前記第３アームの後方に設けた手首リンク駆動
モータと、前記第３手首リンクに固定した把持装置とを
設けた請求項１から７までのいずれか１項に記載の多関
節ロボット。8. A first wrist link extending on an extension line of the third arm fixed to the wrist, a second wrist link rotatably provided on the wrist, and a first wrist link. A third wrist link pin-rotatably connected to the tip, a fourth wrist link pin-connected to the tips of the second wrist link and the third wrist link, and parallel to the first wrist link; The wrist link drive motor provided at the rear of the third arm for rotating the second wrist link via a rotating portion, and a gripping device fixed to the third wrist link. The articulated robot according to any one of items.
に、前記手首部に固定したケーシングと前記第１手首リ
ンクに固定した摺動部と、前記ケーシングと前記摺動部
とを相対的に回転する力が所定の値を越えた時に前記ケ
ーシングと前記摺動部との係合を外す係合部と、前記手
首部と前記第１手首リンクとの所定の相対位置関係を常
に維持する方向に作用する復帰バネとからなるフロート
機構と、前記ケーシングと前記摺動部との係合が外れた
時に動作するショックセンサとを備えた請求項８記載の
多関節ロボット。9. A casing fixed to the wrist and a sliding part fixed to the first wrist link, and the casing and the sliding part are provided between the wrist and the first wrist link. The relative rotation between the casing and the sliding portion, and the predetermined relative positional relationship between the wrist and the first wrist link are constantly maintained when the rotational force exceeds a predetermined value. 9. The articulated robot according to claim 8, further comprising: a float mechanism including a return spring that acts in a direction in which the shock absorber moves, and a shock sensor that operates when the casing and the sliding portion are disengaged from each other.
間に、前記回転部に固定したガイドリングと前記第２手
首リンクに固定した支持軸と、前記ガイドリングと前記
支持軸とを相対的に回転する力が所定の値を越えた時に
前記ガイドリングと前記支持軸との係合を外す係合部
と、前記回転部と前記第２手首リンクとの所定の相対位
置関係を常に維持する方向に作用する復帰バネとからな
るフロート機構と、前記ガイドリングと前記支持軸との
係合が外れた時に動作するショックセンサとを備えた請
求項８または９記載の多関節ロボット。10. A guide ring fixed to the rotating portion and a support shaft fixed to the second wrist link, and the guide ring and the supporting shaft are relatively arranged between the rotating portion and the second wrist link. The relative rotation between the engaging portion that disengages the guide ring from the support shaft when the rotational force exceeds a predetermined value, and the predetermined relative positional relationship between the rotating portion and the second wrist link. The articulated robot according to claim 8 or 9, further comprising: a float mechanism including a return spring that acts in a direction in which the shock absorber moves, and a shock sensor that operates when the guide ring and the support shaft are disengaged from each other.
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- 1993-09-01 JP JP1993052591U patent/JP2607558Y2/en not_active Expired - Fee Related
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