JPH0659635B2 - ロボツト手首 - Google Patents
ロボツト手首Info
- Publication number
- JPH0659635B2 JPH0659635B2 JP56158843A JP15884381A JPH0659635B2 JP H0659635 B2 JPH0659635 B2 JP H0659635B2 JP 56158843 A JP56158843 A JP 56158843A JP 15884381 A JP15884381 A JP 15884381A JP H0659635 B2 JPH0659635 B2 JP H0659635B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- wrist
- gear
- frame
- wrist frame
- pivot
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
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
- B25J9/00—Programme-controlled manipulators
- B25J9/06—Programme-controlled manipulators characterised by multi-articulated arms
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Robotics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manipulator (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はロボツトアームの先に装着され、必要に応じて
弓形に折れ曲がるロボツト手首に関するものである。
弓形に折れ曲がるロボツト手首に関するものである。
ロボツト手首それ自身を弓形に折り曲げるためには、そ
の長さ方向に沿つた節目節目のところに揺動モータを配
置すればよいが、それでは各揺動モータへ延びる配管、
配線が手首外部に出てしまい、作業のじやまになる。ま
た、各揺動モータに相当する分だけロボツト手首が大形
化、高重量化する。
の長さ方向に沿つた節目節目のところに揺動モータを配
置すればよいが、それでは各揺動モータへ延びる配管、
配線が手首外部に出てしまい、作業のじやまになる。ま
た、各揺動モータに相当する分だけロボツト手首が大形
化、高重量化する。
本発明は弓形に折り曲げるための動力が、各節目に相当
するところに順々に伝達される方式の小形軽量なロボツ
ト手首を提供するものである。また、その動力伝達手段
として、信頼性の高い歯車機構を採用すると同時に、そ
れらの各歯車が常に手首フレームの内側に所在するよう
に工夫したものである。
するところに順々に伝達される方式の小形軽量なロボツ
ト手首を提供するものである。また、その動力伝達手段
として、信頼性の高い歯車機構を採用すると同時に、そ
れらの各歯車が常に手首フレームの内側に所在するよう
に工夫したものである。
以下、第１図を利用しながら本発明の前提となる弓形に
折り曲げる構造のロボット手首について説明する。この
ロボツト手首は少なくとも３個以上の第１，第２，第
３，第４，第５，第６の手首フレーム１１，１２，１
３，１４，１５，１６を備えている。手首フレーム１１
〜１６は手首としての骨格であり、その内側に歯車等を
納めるためのものである。手首フレーム１１〜１６は望
ましくは筒状であるが、たとえば相対面する一対の板材
を一体化した例えばコ字形のものでも差支えない。その
程度のものでも、内側の歯車等を保護する機能をもつた
めである。最前段の第１手首フレーム１１はロボツトア
ーム１０の先に装着されている。この両者が固く結合さ
れている場合には第１手首フレーム１１をロボツトアー
ム１０の一部と見なしてよいが、自由度を高めるため
に、ロボツトアーム１０に対して第１手首フレーム１１
をそれぞれ旋回可能なように装着することが望ましい。
折り曲げる構造のロボット手首について説明する。この
ロボツト手首は少なくとも３個以上の第１，第２，第
３，第４，第５，第６の手首フレーム１１，１２，１
３，１４，１５，１６を備えている。手首フレーム１１
〜１６は手首としての骨格であり、その内側に歯車等を
納めるためのものである。手首フレーム１１〜１６は望
ましくは筒状であるが、たとえば相対面する一対の板材
を一体化した例えばコ字形のものでも差支えない。その
程度のものでも、内側の歯車等を保護する機能をもつた
めである。最前段の第１手首フレーム１１はロボツトア
ーム１０の先に装着されている。この両者が固く結合さ
れている場合には第１手首フレーム１１をロボツトアー
ム１０の一部と見なしてよいが、自由度を高めるため
に、ロボツトアーム１０に対して第１手首フレーム１１
をそれぞれ旋回可能なように装着することが望ましい。
第１手首フレーム１１の次段に位置する第２手段フレー
ム１２はその前段の第１手首フレーム１１に枢着され
る。この枢着は第１，第２手首フレーム１１，１２間の
交差角が可変する態様、すなわち揺動するように構成さ
れたもので、前記の旋回とは異なる。２１は第２手首フ
レーム１２が枢動するための枢着軸であり、その枢着軸
２１上の２箇所において第２手首フレーム１２が枢着さ
れている。３１，４１はそのための軸受に相当する。枢
着軸２１は共通な一本のものであつた方が組立上は好ま
しいが、中央部が欠落した左右一対のものでもかまわな
い。第２手首フレーム１２のさらに次段側に位置する手
首フレーム１３，１４，１５，１６も、その前段の手首
フレーム１２，１３，１４，１５に対して前記同様に枢
着される。２２，２３，２４，２５はそのための枢着軸
であり、３２，４２，３３，４３，３４ ４４，３５，
４５はそのための軸受である。
ム１２はその前段の第１手首フレーム１１に枢着され
る。この枢着は第１，第２手首フレーム１１，１２間の
交差角が可変する態様、すなわち揺動するように構成さ
れたもので、前記の旋回とは異なる。２１は第２手首フ
レーム１２が枢動するための枢着軸であり、その枢着軸
２１上の２箇所において第２手首フレーム１２が枢着さ
れている。３１，４１はそのための軸受に相当する。枢
着軸２１は共通な一本のものであつた方が組立上は好ま
しいが、中央部が欠落した左右一対のものでもかまわな
い。第２手首フレーム１２のさらに次段側に位置する手
首フレーム１３，１４，１５，１６も、その前段の手首
フレーム１２，１３，１４，１５に対して前記同様に枢
着される。２２，２３，２４，２５はそのための枢着軸
であり、３２，４２，３３，４３，３４ ４４，３５，
４５はそのための軸受である。
各手首フレーム１１〜１６はその相互間において枢動可
能である。その枢動箇所の数、すなわち節目の数は手首
フレーム１１〜１６の総数よりも一つ少ない。本発明に
おいて、手首フレーム総数を３個以上としたのは２個以
上の節目を確保するためである。その節目が一つだけだ
と、弓形に近似される曲がりがとれず、障害物を迂回し
ながら所要の作業を進めることも難しい。
能である。その枢動箇所の数、すなわち節目の数は手首
フレーム１１〜１６の総数よりも一つ少ない。本発明に
おいて、手首フレーム総数を３個以上としたのは２個以
上の節目を確保するためである。その節目が一つだけだ
と、弓形に近似される曲がりがとれず、障害物を迂回し
ながら所要の作業を進めることも難しい。
最後段側の二つの第６，第５手首フレーム１６，１５を
除くそれ以外の第１〜第４の手首フレーム１１〜１４に
は各１個の主固定歯車５１，５２，５３，５４が固定さ
れている。たとえば、主固定歯車５１はそれが固定され
た第１手首フレーム１１の内側に位置し、しかも次段の
第２手首フレーム１２の内側に位置している。この点は
その他の主固定歯車５２〜５４においても同様である。
また、たとえば第１手首フレーム１１に固定された主固
定歯車５１はその次段の第２手首フレーム１２が枢動す
るための枢着軸２１と同心状に配置されている。この点
はその他の主固定歯車５２〜５４においても同様であ
る。
除くそれ以外の第１〜第４の手首フレーム１１〜１４に
は各１個の主固定歯車５１，５２，５３，５４が固定さ
れている。たとえば、主固定歯車５１はそれが固定され
た第１手首フレーム１１の内側に位置し、しかも次段の
第２手首フレーム１２の内側に位置している。この点は
その他の主固定歯車５２〜５４においても同様である。
また、たとえば第１手首フレーム１１に固定された主固
定歯車５１はその次段の第２手首フレーム１２が枢動す
るための枢着軸２１と同心状に配置されている。この点
はその他の主固定歯車５２〜５４においても同様であ
る。
たとえば、第１手首フレーム１１に固定された主固定歯
車５１はその次段の第２手首フレーム１２の内側におい
て、次次段の第３手首フレーム１３に固定された副固定
歯車６３と歯車結合されている。この点はその他の主固
定歯車５２〜５４においても同様であつて、第４〜第６
の手首フレーム１４〜１６にも各１個の副固定歯車６
４，６５，６６が固定されている。たとえば副固定歯車
６３はそれが固定された第３手首フレーム１３が枢動す
るための枢着軸２２と同心状に配置されている。この点
はその他の副固定歯車６４〜６６においても同様であ
る。第１図では副固定歯車６３〜６６が第３〜第６の手
首フレーム１３〜１６と一体に描かれているが、実用上
は両者別体のものとし、そのような副固定歯車６３〜６
６を手首フレーム１３〜１６の内側に配置することが望
ましい。主固定歯車５１〜５４、副固定歯車６３〜６６
は３６０°の回転が許容された円形状のものでなく、た
とえば扇形のものであつても差支えない。また主固定歯
車５１〜５４と副固定歯車６３〜６６は直に歯車結合さ
れているが、たとえばその間に２個の中継歯車を介在さ
せ、それを通して間接的に歯車結合するように構成して
も同効である。
車５１はその次段の第２手首フレーム１２の内側におい
て、次次段の第３手首フレーム１３に固定された副固定
歯車６３と歯車結合されている。この点はその他の主固
定歯車５２〜５４においても同様であつて、第４〜第６
の手首フレーム１４〜１６にも各１個の副固定歯車６
４，６５，６６が固定されている。たとえば副固定歯車
６３はそれが固定された第３手首フレーム１３が枢動す
るための枢着軸２２と同心状に配置されている。この点
はその他の副固定歯車６４〜６６においても同様であ
る。第１図では副固定歯車６３〜６６が第３〜第６の手
首フレーム１３〜１６と一体に描かれているが、実用上
は両者別体のものとし、そのような副固定歯車６３〜６
６を手首フレーム１３〜１６の内側に配置することが望
ましい。主固定歯車５１〜５４、副固定歯車６３〜６６
は３６０°の回転が許容された円形状のものでなく、た
とえば扇形のものであつても差支えない。また主固定歯
車５１〜５４と副固定歯車６３〜６６は直に歯車結合さ
れているが、たとえばその間に２個の中継歯車を介在さ
せ、それを通して間接的に歯車結合するように構成して
も同効である。
第１図のものにおいて、第１手首フレーム１１の内側に
配置された図外の駆動手段の出力をたとえばＦの位置に
作用させ、第１手首フレーム１１に対して第２手首フレ
ーム１２を枢動させると、次のようになる。第２手首フ
レーム１２の枢動にともなつて、枢着軸２２の位置が変
化する。副固定歯車６３が遊星歯車となつて主固定歯車
５１のまわりを回転する。副固定歯車６３に固定された
第３手首フレーム１３が枢動する。以下、同様にして、
第４〜第６の手首フレーム１４〜１６も、その各前段の
手首フレーム１３〜１５に対して同方向に枢動する。こ
の結果、ロボツト手首全体が弓形に折れ曲がる。そのた
めの動力は主として主固定歯車５１〜５４、副固定歯車
６３〜６６を介して各手首フレーム１２〜１６に順々に
伝達される。このため、個々の手首フレーム１２〜１６
に専用な駆動源ないしはそれに代わる動力伝達手段を用
意する必要がない。以上のロボツト手首における弓形の
動きはロボツト全体がもついくつかの自由度のうちのひ
とつに相当するものであつて、最後段の第６手首フレー
ム１６に配置された任意の作業部材１９を動かし、予定
された作業を進める運びとなる。作業の種類は塗装、溶
接、組立、その他である。
配置された図外の駆動手段の出力をたとえばＦの位置に
作用させ、第１手首フレーム１１に対して第２手首フレ
ーム１２を枢動させると、次のようになる。第２手首フ
レーム１２の枢動にともなつて、枢着軸２２の位置が変
化する。副固定歯車６３が遊星歯車となつて主固定歯車
５１のまわりを回転する。副固定歯車６３に固定された
第３手首フレーム１３が枢動する。以下、同様にして、
第４〜第６の手首フレーム１４〜１６も、その各前段の
手首フレーム１３〜１５に対して同方向に枢動する。こ
の結果、ロボツト手首全体が弓形に折れ曲がる。そのた
めの動力は主として主固定歯車５１〜５４、副固定歯車
６３〜６６を介して各手首フレーム１２〜１６に順々に
伝達される。このため、個々の手首フレーム１２〜１６
に専用な駆動源ないしはそれに代わる動力伝達手段を用
意する必要がない。以上のロボツト手首における弓形の
動きはロボツト全体がもついくつかの自由度のうちのひ
とつに相当するものであつて、最後段の第６手首フレー
ム１６に配置された任意の作業部材１９を動かし、予定
された作業を進める運びとなる。作業の種類は塗装、溶
接、組立、その他である。
第１図のロボツト手首は各手首フレーム１１〜１６が後
段にゆくにしたがつて細くなる特異な形態を呈してい
る。いわば先細り形であり、ピラミツド形である。これ
は第１，第２手首フレーム１１，１２よりも主固定歯車
５１、副固定歯車６３のラインが左側に位置し、主固定
歯車５２、副固定歯車６４のラインがさらにその左側に
位置するためである。いずれにしても、各手首フレーム
１１〜１６は外側に面し、ロボツト手首の外骨格とな
る。実用上はロボツト手首のすぐ外側にカバーを付加す
ることが望まれるが、これはロボツト手首に沿つて変形
する蛇腹のような柔軟なものに限られる。したがつて、
そのカバーは軟弱であつて、外部の障害物との衝突に対
しては無力である。この衝突衝突を受けるのは各手首フ
レーム１１〜１６である。したがつて、各手首フレーム
１１〜１６は主固定歯車５１〜５４、副固定歯車６３〜
６６の両側の板面をカバーするだけの広がりをもつてい
ることが必要である。
段にゆくにしたがつて細くなる特異な形態を呈してい
る。いわば先細り形であり、ピラミツド形である。これ
は第１，第２手首フレーム１１，１２よりも主固定歯車
５１、副固定歯車６３のラインが左側に位置し、主固定
歯車５２、副固定歯車６４のラインがさらにその左側に
位置するためである。いずれにしても、各手首フレーム
１１〜１６は外側に面し、ロボツト手首の外骨格とな
る。実用上はロボツト手首のすぐ外側にカバーを付加す
ることが望まれるが、これはロボツト手首に沿つて変形
する蛇腹のような柔軟なものに限られる。したがつて、
そのカバーは軟弱であつて、外部の障害物との衝突に対
しては無力である。この衝突衝突を受けるのは各手首フ
レーム１１〜１６である。したがつて、各手首フレーム
１１〜１６は主固定歯車５１〜５４、副固定歯車６３〜
６６の両側の板面をカバーするだけの広がりをもつてい
ることが必要である。
前記したように、第１図のロボツト手首は先細り形のも
のである。しかして、その点を次のように変更すること
も可能である。たとえば、第６手首フレーム１６の左側
板部をその前段の第５手首フレーム１５の左側板部より
も左側に配置し、その間を枢着する。このような変更は
第６手首フレーム１６が下向きに開放したコ字形のもの
であれば特に簡単に行える。
のである。しかして、その点を次のように変更すること
も可能である。たとえば、第６手首フレーム１６の左側
板部をその前段の第５手首フレーム１５の左側板部より
も左側に配置し、その間を枢着する。このような変更は
第６手首フレーム１６が下向きに開放したコ字形のもの
であれば特に簡単に行える。
次に第２図〜第４図の実施例について説明する。これら
の図面には第１図の部品符号がそのまま援用されてい
る。手首フレーム１１〜１３の数は必要最小限の３個で
あつて、この場合は第３手首フレーム１３が最後段のも
のに相当する。また、第３手首フレーム１３、第２手首
フレーム１２が最後段側の２つであつて、これらを除い
た第１手首フレーム１１にのみ主固定歯車５１が固定さ
れている。各手首フレーム１１〜１３は筒を基調とした
ものであるが、その相互間の枢動動作を許容するため
に、それらの周縁が特殊な形状を呈している。
の図面には第１図の部品符号がそのまま援用されてい
る。手首フレーム１１〜１３の数は必要最小限の３個で
あつて、この場合は第３手首フレーム１３が最後段のも
のに相当する。また、第３手首フレーム１３、第２手首
フレーム１２が最後段側の２つであつて、これらを除い
た第１手首フレーム１１にのみ主固定歯車５１が固定さ
れている。各手首フレーム１１〜１３は筒を基調とした
ものであるが、その相互間の枢動動作を許容するため
に、それらの周縁が特殊な形状を呈している。
１０１は枢着軸２１を回わり止めするキーであつて、こ
の枢着軸２１に主固定歯車５１が固定されている。副固
定歯車６３はボルト１０２で第３手首フレーム１３の内
側に固定されている。主固定歯車５１と副固定歯車６３
とのギヤ比は１である。このため、手首フレーム１１，
１２間の枢動角と手首フレーム１２，１３間の枢動角は
常に一致する。ギヤ比を１に定めた理由は第２手首フレ
ーム１２、第３手首フレーム１３の両方を、前段のもの
に対して共に限度いつぱいまで枢動可能ならしめるため
である。この限度はほぼ６０°である。
の枢着軸２１に主固定歯車５１が固定されている。副固
定歯車６３はボルト１０２で第３手首フレーム１３の内
側に固定されている。主固定歯車５１と副固定歯車６３
とのギヤ比は１である。このため、手首フレーム１１，
１２間の枢動角と手首フレーム１２，１３間の枢動角は
常に一致する。ギヤ比を１に定めた理由は第２手首フレ
ーム１２、第３手首フレーム１３の両方を、前段のもの
に対して共に限度いつぱいまで枢動可能ならしめるため
である。この限度はほぼ６０°である。
第１手首フレーム１１の内側には第２手首フレーム１２
を枢動するための駆動手段が配置されている。枢動駆動
軸２０１、それに固定された傘歯車２０２、それとかみ
合う別の傘歯車２０３、傘歯車２０３に結合された平歯
車２０４等がそれに該当する。１９９は第１手首フレー
ム１１、枢動枢動軸２０１間の軸受、１９８は傘歯車２
０３の支軸、１９７と１９６は軸受である。６２は軸受
３１を介して枢着軸２１に装着された平歯車で、ボルト
１０４で第２手首フレーム１２の内側に固定され、また
平歯車２０４とかみ合つている。枢動駆動軸２１０が駆
動すると、その動力が２０２，２０３，２０４，６２を
介して第２手首フレーム１２に伝わり、それが枢動す
る。同時に第３手首フレーム１３も枢動する。
を枢動するための駆動手段が配置されている。枢動駆動
軸２０１、それに固定された傘歯車２０２、それとかみ
合う別の傘歯車２０３、傘歯車２０３に結合された平歯
車２０４等がそれに該当する。１９９は第１手首フレー
ム１１、枢動枢動軸２０１間の軸受、１９８は傘歯車２
０３の支軸、１９７と１９６は軸受である。６２は軸受
３１を介して枢着軸２１に装着された平歯車で、ボルト
１０４で第２手首フレーム１２の内側に固定され、また
平歯車２０４とかみ合つている。枢動駆動軸２１０が駆
動すると、その動力が２０２，２０３，２０４，６２を
介して第２手首フレーム１２に伝わり、それが枢動す
る。同時に第３手首フレーム１３も枢動する。
第１手首フレーム１１はロボツトアーム１０の末端外周
部にその旋回が可能なように装着されている。１０５は
そのための軸受である。また、ロボツトアーム１０の内
側に旋回駆動手段か配置されている。３０１はそのため
の旋回駆動軸であり、その先端部はボルト１０６を介し
て第１手首フレーム１１の内側に固定されている。この
ため、旋回駆動軸３０１が駆動すると、第１手首フレー
ム１１とともにロボツト手首全体が旋回する。これはロ
ボツトに対して、前記の枢動とは別な、もうひとつの自
由度を与えるものである。
部にその旋回が可能なように装着されている。１０５は
そのための軸受である。また、ロボツトアーム１０の内
側に旋回駆動手段か配置されている。３０１はそのため
の旋回駆動軸であり、その先端部はボルト１０６を介し
て第１手首フレーム１１の内側に固定されている。この
ため、旋回駆動軸３０１が駆動すると、第１手首フレー
ム１１とともにロボツト手首全体が旋回する。これはロ
ボツトに対して、前記の枢動とは別な、もうひとつの自
由度を与えるものである。
最後段の第３手首フレーム１３の中央に、軸受１１３、
１１４を介して回転軸４０９が装着されている。一方、
第１手首フレーム１１内に軸受１１５を介して回転駆動
軸４０１が配設されてり、その先に傘歯車４０２が固定
されている。キー１０７はその間を回わり止めするため
のものである。４０３は傘歯車４０２とかみ合う別の傘
歯車で、平歯車４０４と一体に結合されている。これら
の傘歯車４０３、平歯車４０４は一種の中継歯車として
機能するものであつて、第２手首フレーム１２の枢動の
ため枢着軸２１と同心状に配置されている。
１１４を介して回転軸４０９が装着されている。一方、
第１手首フレーム１１内に軸受１１５を介して回転駆動
軸４０１が配設されてり、その先に傘歯車４０２が固定
されている。キー１０７はその間を回わり止めするため
のものである。４０３は傘歯車４０２とかみ合う別の傘
歯車で、平歯車４０４と一体に結合されている。これら
の傘歯車４０３、平歯車４０４は一種の中継歯車として
機能するものであつて、第２手首フレーム１２の枢動の
ため枢着軸２１と同心状に配置されている。
軸受１０８，１０９は以上の傘歯車４０３のためのもの
である。平歯車４０４は別の平歯車４０５とかみ合つて
おり、この平歯車４０５は傘歯車４０６と一体に結合さ
れている。１１０，１１１の軸受は傘歯車４０６のため
のものである。平歯車４０５、傘歯車４０６も一種の中
継歯車として機能するものであつて、第３手首フレーム
１３の枢動のための枢着軸２２と同心状に配置されてい
る。傘歯車４０６は別の傘歯車４０７とかみ合つてい
る。この傘歯車４０７は回り止め用のキー１１２を介し
て前記回転軸４０９の下端部に固定されている。回転駆
動軸４０１が駆動すると、その回転動力が４０２，４０
３，４０４，４０５，４０６，４０７を介して回転軸４
０９に伝達され、それが回転する運びとなる。回転軸４
０９に取付けられる図外の作業部材も共に回転する。こ
の回転は前記の枢動、旋回とは別なもうひとつの自由度
に該当する。この実施例のロボツト手首は３自由度のも
のである。
である。平歯車４０４は別の平歯車４０５とかみ合つて
おり、この平歯車４０５は傘歯車４０６と一体に結合さ
れている。１１０，１１１の軸受は傘歯車４０６のため
のものである。平歯車４０５、傘歯車４０６も一種の中
継歯車として機能するものであつて、第３手首フレーム
１３の枢動のための枢着軸２２と同心状に配置されてい
る。傘歯車４０６は別の傘歯車４０７とかみ合つてい
る。この傘歯車４０７は回り止め用のキー１１２を介し
て前記回転軸４０９の下端部に固定されている。回転駆
動軸４０１が駆動すると、その回転動力が４０２，４０
３，４０４，４０５，４０６，４０７を介して回転軸４
０９に伝達され、それが回転する運びとなる。回転軸４
０９に取付けられる図外の作業部材も共に回転する。こ
の回転は前記の枢動、旋回とは別なもうひとつの自由度
に該当する。この実施例のロボツト手首は３自由度のも
のである。
前記した中継歯車４０４，４０５間のギヤ比はこれに対
応する主固定歯車５１，６３間のギヤ比と一致するよう
に定められている。この点の意義を回転駆動軸４０１が
静止し、枢動駆動軸２０１が回わつている状況のもとで
考えてみる。この状況のもとでは副固定歯車６３が主固
定歯車５１の回わりを公転しながら自転する。しかし
て、前記ギヤ比が同一であるために、中継歯車４０５も
中継歯車４０４の回わりで前記同様に公転し、自転す
る。このため、中継歯車４０５が副固定歯車６３、第３
手首フレーム１３に対して回転しないので、回転軸４０
９も回わらない。このような理由で、第２、第３の手首
フレーム１２，１３の枢動の影響が除外され、回転軸４
０９の回転を回転駆動軸４０１によつて別個独立に制御
することが可能となる。
応する主固定歯車５１，６３間のギヤ比と一致するよう
に定められている。この点の意義を回転駆動軸４０１が
静止し、枢動駆動軸２０１が回わつている状況のもとで
考えてみる。この状況のもとでは副固定歯車６３が主固
定歯車５１の回わりを公転しながら自転する。しかし
て、前記ギヤ比が同一であるために、中継歯車４０５も
中継歯車４０４の回わりで前記同様に公転し、自転す
る。このため、中継歯車４０５が副固定歯車６３、第３
手首フレーム１３に対して回転しないので、回転軸４０
９も回わらない。このような理由で、第２、第３の手首
フレーム１２，１３の枢動の影響が除外され、回転軸４
０９の回転を回転駆動軸４０１によつて別個独立に制御
することが可能となる。
第２図を基準としてその上下方向を縦軸、左右方向を横
軸と仮定すると、第２、第３の手首フレーム１２，１３
の枢動は、第３図の状態から第４図の状態に変化するよ
うな横軸方向の揺動動作（首振り）である。しかして、
そのための枢動駆動軸２０１は一対の傘歯車２０２、２
０３を介して縦軸方向に配置されている。この理由は各
手首フレーム１１〜１３、特に第１手首フレーム１１を
なるべく細くするためである。枢動駆動軸２０１を旋回
駆動軸３０１、回転駆動軸４０１と同心状に配置し、そ
れら全体を縦軸方向に統一したのも、前記同様の理由に
よるものである。旋回駆動軸３０１を外側に配置したの
は、その動力を第１手首フレーム１１に伝えるだけです
むためである。回転駆動軸４０１を内側に配置したのは
その動力を第３手首フレーム１３の回転軸４０９のとこ
ろまで伝える必要があるためである。枢動駆動軸２０１
を中間に配置したのは、その動力が第１，第３手首フレ
ーム１１，１３間の第２手首１２に伝えるからである。
軸と仮定すると、第２、第３の手首フレーム１２，１３
の枢動は、第３図の状態から第４図の状態に変化するよ
うな横軸方向の揺動動作（首振り）である。しかして、
そのための枢動駆動軸２０１は一対の傘歯車２０２、２
０３を介して縦軸方向に配置されている。この理由は各
手首フレーム１１〜１３、特に第１手首フレーム１１を
なるべく細くするためである。枢動駆動軸２０１を旋回
駆動軸３０１、回転駆動軸４０１と同心状に配置し、そ
れら全体を縦軸方向に統一したのも、前記同様の理由に
よるものである。旋回駆動軸３０１を外側に配置したの
は、その動力を第１手首フレーム１１に伝えるだけです
むためである。回転駆動軸４０１を内側に配置したのは
その動力を第３手首フレーム１３の回転軸４０９のとこ
ろまで伝える必要があるためである。枢動駆動軸２０１
を中間に配置したのは、その動力が第１，第３手首フレ
ーム１１，１３間の第２手首１２に伝えるからである。
以上のように本発明によれば歯車を利用した機械要素の
みによって回転軸の回転制御を手首フレームの動作制御
とは別個に独立して行うことが可能な、小型で軽量なロ
ボット手首を提供することがてきる。
みによって回転軸の回転制御を手首フレームの動作制御
とは別個に独立して行うことが可能な、小型で軽量なロ
ボット手首を提供することがてきる。
第１図は本発明の前提となるロボット手首の概略構造を
示す説明図、第２図は本発明の一実施例を示す切断正面
図、第３図はその側面図、第４図はその弓形に曲がつた
状態を示す正面図である。 １１〜１６：手首フレーム、５１〜５４：主固定歯車、
６３〜６６：副固定歯車、２１〜２５：枢着軸、２０
１：枢動駆動軸。
示す説明図、第２図は本発明の一実施例を示す切断正面
図、第３図はその側面図、第４図はその弓形に曲がつた
状態を示す正面図である。 １１〜１６：手首フレーム、５１〜５４：主固定歯車、
６３〜６６：副固定歯車、２１〜２５：枢着軸、２０
１：枢動駆動軸。
Claims (1)
- 【請求項１】最前段の手首フレームがロボットアームに
装着され、最終段の手首フレームの先端には、その先端
から突出した回転軸を有する少なくとも３個以上の手首
フレーム群からなるロボット手首において、 最終段の手首フレームを除く各手首フレームに設けら
れ、各手首フレームを揺動可能に連結する枢着軸と、 最終段の手首フレームに隣接する手首フレームの枢着軸
を除く各枢着軸にそれぞれ同軸状に固定された主固定歯
車からなる主固定歯車群と、 最前段の手首フレームを除く各段の手首フレームの前記
主固定歯車に対向する側の手首フレームに一体的に、か
つ、当該手首フレームに対応する枢着軸に対して回動可
能に設けられ、前記主固定歯車に噛合して駆動される副
固定歯車からなる副固定歯車群と、 最前段の手首フレームの内側に配置され、次段の手首フ
レームを揺動駆動する駆動手段と、 各枢着軸に対してそれぞれ回動自在に設けられ、隣接す
るものが互いに噛合する歯車群からなり、当該歯車群の
最前段の歯車に伝達された駆動力を当該歯車群の最終段
の歯車から前記回転軸に設けられた歯車に伝達して前記
回転軸を回転させる中継歯車群とを備え、 前記中継歯車相互間のギヤ比と、これに対応する主固定
歯車及び副固定歯車相互間のギヤ比とを一致させたこと
を特徴とするロボット手首。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158843A JPH0659635B2 (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | ロボツト手首 |
| EP82902916A EP0090054B1 (en) | 1981-10-07 | 1982-10-04 | Wrist for robot |
| PCT/JP1982/000398 WO1983001223A1 (en) | 1981-10-07 | 1982-10-04 | Wrist for robot |
| DE8282902916T DE3277904D1 (en) | 1981-10-07 | 1982-10-04 | Wrist for robot |
| US06/503,142 US4576545A (en) | 1981-10-07 | 1982-10-04 | Wrist of robot |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56158843A JPH0659635B2 (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | ロボツト手首 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5859790A JPS5859790A (ja) | 1983-04-08 |
| JPH0659635B2 true JPH0659635B2 (ja) | 1994-08-10 |
Family
ID=15680614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56158843A Expired - Lifetime JPH0659635B2 (ja) | 1981-10-07 | 1981-10-07 | ロボツト手首 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4576545A (ja) |
| EP (1) | EP0090054B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0659635B2 (ja) |
| DE (1) | DE3277904D1 (ja) |
| WO (1) | WO1983001223A1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US4807486A (en) * | 1987-11-09 | 1989-02-28 | Gmf Robotics Corporation | Three-axes wrist mechanism |
| US5305653A (en) * | 1991-09-30 | 1994-04-26 | Tokico Ltd. | Robot wrist mechanism |
| AU656044B2 (en) * | 1992-12-09 | 1995-01-19 | Ihc Holland Ie B.V. | Device for driving a tool positioned on a pivotable part |
| JP3329430B2 (ja) * | 1996-04-09 | 2002-09-30 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボットの手首機構 |
| JP2003025269A (ja) * | 2001-07-12 | 2003-01-29 | National Aerospace Laboratory Of Japan | 回転修正機構付きオフセット回転関節ユニット |
| CA3082073C (en) | 2011-07-11 | 2023-07-25 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Robotic surgical devices, systems, and related methods |
| JP2015531608A (ja) | 2012-05-01 | 2015-11-05 | ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ | 単孔式ロボット機器および関連システムと方法 |
| JP2015526171A (ja) | 2012-08-08 | 2015-09-10 | ボード オブ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ ネブラスカ | ロボット手術用デバイス、システム及び関連の方法 |
| EP3021779A4 (en) | 2013-07-17 | 2017-08-23 | Board of Regents of the University of Nebraska | Robotic surgical devices, systems and related methods |
| WO2017024081A1 (en) | 2015-08-03 | 2017-02-09 | Board Of Regents Of The University Of Nebraska | Robotic surgical devices systems and related methods |
| US10751136B2 (en) | 2016-05-18 | 2020-08-25 | Virtual Incision Corporation | Robotic surgical devices, systems and related methods |
| EP3687370A4 (en) | 2017-09-27 | 2021-06-30 | Virtual Incision Corporation | ROBOTIC SURGICAL DEVICES WITH TRACK CAMERA TECHNOLOGY AND RELATED SYSTEMS AND PROCEDURES |
| CN117140580A (zh) | 2018-01-05 | 2023-12-01 | 内布拉斯加大学董事会 | 具有紧凑型关节设计的单臂机器人装置及相关系统和方法 |
| CN110238834B (zh) * | 2018-03-09 | 2024-04-30 | 杨锐涛 | 一种机器人 |
| CA3125742A1 (en) | 2019-01-07 | 2020-07-16 | Virtual Incision Corporation | Robotically assisted surgical system and related devices and methods |
| IT201900017558A1 (it) * | 2019-09-30 | 2021-03-30 | Scuola Superiore Di Studi Univ E Di Perfezionamento Santanna | Catena cinematica per l'assistenza alla flesso-estensione di un'articolazione |
| CN111993458B (zh) * | 2020-08-19 | 2021-12-21 | 珠海格力智能装备有限公司 | 传动机构及具有其的机器人 |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR1459250A (fr) * | 1965-10-06 | 1966-04-29 | Siersatom Sa | Bras de manipulation à distance |
| US3572807A (en) * | 1969-06-06 | 1971-03-30 | Central Research Lab Inc | Rotary tong squeeze system |
| US3610058A (en) * | 1969-07-14 | 1971-10-05 | Astro Space Lab Inc | Extensible foldable manipulator |
| DE2225476C3 (de) * | 1972-05-25 | 1975-04-24 | Engel, Heinrich, 6407 Schlitz | Betätigungsvorrichtung |
| US3985238A (en) * | 1973-03-17 | 1976-10-12 | Daikin Kogyo Co., Ltd. | Industrial robot |
| JPS5114653A (en) * | 1974-07-24 | 1976-02-05 | Tokico Ltd | Kogyoyorobotsutono kudosochi |
| SU624788A1 (ru) * | 1977-04-22 | 1978-09-25 | Кировоградский институт сельскохозяйственного машиностроения | Привод робота |
| US4353677A (en) * | 1980-03-05 | 1982-10-12 | Thermwood Corporation | Wrist construction for industrial robots |
| JPS5789585A (en) * | 1980-11-21 | 1982-06-03 | Hiroaki Funahashi | Flexible arm |
| JPS6110942Y2 (ja) * | 1981-03-17 | 1986-04-07 | ||
| FR2505239A1 (fr) * | 1981-05-06 | 1982-11-12 | Mouton Jean | Bras manipulateur |
| JPS58132490A (ja) * | 1982-01-29 | 1983-08-06 | 株式会社日立製作所 | 角度伝達機構 |
-
1981
- 1981-10-07 JP JP56158843A patent/JPH0659635B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1982
- 1982-10-04 EP EP82902916A patent/EP0090054B1/en not_active Expired
- 1982-10-04 WO PCT/JP1982/000398 patent/WO1983001223A1/ja active IP Right Grant
- 1982-10-04 DE DE8282902916T patent/DE3277904D1/de not_active Expired
- 1982-10-04 US US06/503,142 patent/US4576545A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5859790A (ja) | 1983-04-08 |
| WO1983001223A1 (en) | 1983-04-14 |
| EP0090054A4 (en) | 1985-07-30 |
| EP0090054B1 (en) | 1988-01-07 |
| EP0090054A1 (en) | 1983-10-05 |
| US4576545A (en) | 1986-03-18 |
| DE3277904D1 (en) | 1988-02-11 |
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