JPH0677909B2 - 産業用ロボツト - Google Patents
産業用ロボツトInfo
- Publication number
- JPH0677909B2 JPH0677909B2 JP60139082A JP13908285A JPH0677909B2 JP H0677909 B2 JPH0677909 B2 JP H0677909B2 JP 60139082 A JP60139082 A JP 60139082A JP 13908285 A JP13908285 A JP 13908285A JP H0677909 B2 JPH0677909 B2 JP H0677909B2
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- Japan
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- drive motor
- drive
- arm
- wrist
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Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、産業用ロボットの構造に関するものである。
近年、モータ技術の進歩で、産業用ロボット（以下ロボ
ットという）のアームを直接駆動できる高トルク、低
速、高精度のサーボモータ（いわゆるダイレクトドライ
ブモータ、以下ドライブモータという）が開発され、減
速機構が不要となって摩擦等の動力損失がなく、制御性
も良好で、ロボットの高速化が可能となった。
ットという）のアームを直接駆動できる高トルク、低
速、高精度のサーボモータ（いわゆるダイレクトドライ
ブモータ、以下ドライブモータという）が開発され、減
速機構が不要となって摩擦等の動力損失がなく、制御性
も良好で、ロボットの高速化が可能となった。
しかしながら、現状ではこのドライブモータで高トルク
を出すには、外形と重量が増えるのでロボットのアーム
に組み込めない。一方、多自由度のロボット（組立用）
には、従来第７図に示す垂直多関節形のものがあるが、
実用上はその動作範囲S1のごく一部である直方体の作業
領域Ｕ（二点鎖線で示す）で使用されることが多い。こ
れは、組立ラインにはコンベヤが多く配設され、ロボッ
トを被組立品の搬入と搬出を直線状に配置したラインに
組み込み、周辺に部品供給装置等を配置する関係上、こ
のロボットに要求される作業領域は直方体となる。この
ため、同図に示す垂直多関節形ロボットでは、無駄とな
る作業領域が多くなってしまう。
を出すには、外形と重量が増えるのでロボットのアーム
に組み込めない。一方、多自由度のロボット（組立用）
には、従来第７図に示す垂直多関節形のものがあるが、
実用上はその動作範囲S1のごく一部である直方体の作業
領域Ｕ（二点鎖線で示す）で使用されることが多い。こ
れは、組立ラインにはコンベヤが多く配設され、ロボッ
トを被組立品の搬入と搬出を直線状に配置したラインに
組み込み、周辺に部品供給装置等を配置する関係上、こ
のロボットに要求される作業領域は直方体となる。この
ため、同図に示す垂直多関節形ロボットでは、無駄とな
る作業領域が多くなってしまう。
したがって、上記したロボットでは無駄な作業領域が多
くなってしまい、使用効率が低下する。
くなってしまい、使用効率が低下する。
そこで、これに着目して製作されたロボットとして、第
８図に示す懸垂形極座標ロボットがある。これは、略直
方体に近い動作範囲S2をもち、構造も合理的であるが、
上下軸の動作空間として、作業空間の上部に広い空間が
必要となり、これが無駄な空間となってしまう。
８図に示す懸垂形極座標ロボットがある。これは、略直
方体に近い動作範囲S2をもち、構造も合理的であるが、
上下軸の動作空間として、作業空間の上部に広い空間が
必要となり、これが無駄な空間となってしまう。
本発明は、上記した事情に鑑みてなされたもので、動作
範囲を必要とする作業領域に近似させ、アームの駆動源
に用いられるサーボモータの重量を軽減して高速駆動を
可能とした産業用ロボットを提供することを目的とする
ものである。
範囲を必要とする作業領域に近似させ、アームの駆動源
に用いられるサーボモータの重量を軽減して高速駆動を
可能とした産業用ロボットを提供することを目的とする
ものである。
本発明は、前方に突出する支持部を有する支柱と、前記
支持部に取り付けられた第１の駆動源と、この第１の駆
動源の出力軸の両端に取り付けられた第２及び第３の駆
動源と、この第２及び第３の駆動源の各出力軸に取り付
けられ、屈曲かつ回動自在な５辺形状のアーム装置と、
この５辺形状のアーム装置に回動自在に連結された手首
部とを具備したことによって、重量や質量の影響をなく
するようにしたものである。
支持部に取り付けられた第１の駆動源と、この第１の駆
動源の出力軸の両端に取り付けられた第２及び第３の駆
動源と、この第２及び第３の駆動源の各出力軸に取り付
けられ、屈曲かつ回動自在な５辺形状のアーム装置と、
この５辺形状のアーム装置に回動自在に連結された手首
部とを具備したことによって、重量や質量の影響をなく
するようにしたものである。
以下、本発明の産業用ロボットの一実施例を図面を参照
して説明する。第１図、第２図及び第３図において、産
業用ロボット１は、下部に設置面2aを設け、上部に前方
に突出する支持部３を設けた支柱２と、支持部３の先端
の円筒部3aに取付けられた第１のドライブモータ装置４
と、この第１のドライブモータ装置４の出力軸の両端に
直交する方向で取付けられた第２のドライブモータ装置
５及び第３のドライブモータ装置６と、この第２のドラ
イブモータ装置５及び第３のドライブモータ装置６の各
出力軸に取付けられ、中間部を屈曲自在とし、かつ先端
で回動自在に連結されるアーム装置７と、このアーム装
置７の先端の連結部に回動自在に連結される手首８で構
成される。
して説明する。第１図、第２図及び第３図において、産
業用ロボット１は、下部に設置面2aを設け、上部に前方
に突出する支持部３を設けた支柱２と、支持部３の先端
の円筒部3aに取付けられた第１のドライブモータ装置４
と、この第１のドライブモータ装置４の出力軸の両端に
直交する方向で取付けられた第２のドライブモータ装置
５及び第３のドライブモータ装置６と、この第２のドラ
イブモータ装置５及び第３のドライブモータ装置６の各
出力軸に取付けられ、中間部を屈曲自在とし、かつ先端
で回動自在に連結されるアーム装置７と、このアーム装
置７の先端の連結部に回動自在に連結される手首８で構
成される。
しかして、第１のドライブモータ装置４は、第４図に示
すように支持部３の先端の円筒部3aに取付けられたドラ
イブモータ10と、このドライブモータ10の出力軸10aと
円筒部3aの間に取付けられた回転検出部11及びブレーキ
部12で構成されている。又、第２のドライブモータ装置
５は、ドライブモータ10の出力軸10aの一端に取付けら
れた連結部材13と、この連結部材13の端部の円筒部13a
に取付けられたドライブモータ14と、このドライブモー
タ14の出力軸14aと円筒部13aの間に取付けられた回転検
出部15及びブレーキ部16で構成されている。第３のドラ
イブモータ装置６は、第２のドライブモータ装置５と同
様の構成で、ドライブモータ10の出力軸10aの他端に取
付けられた連結部材17と、この連結部材17の端部の同筒
部17aに取付けられたドライブモータ18と、このドライ
ブモータ18の出力軸18aと円筒部17aの間に取付けられた
回転検出部19及びブレーキ部20で構成されている。
すように支持部３の先端の円筒部3aに取付けられたドラ
イブモータ10と、このドライブモータ10の出力軸10aと
円筒部3aの間に取付けられた回転検出部11及びブレーキ
部12で構成されている。又、第２のドライブモータ装置
５は、ドライブモータ10の出力軸10aの一端に取付けら
れた連結部材13と、この連結部材13の端部の円筒部13a
に取付けられたドライブモータ14と、このドライブモー
タ14の出力軸14aと円筒部13aの間に取付けられた回転検
出部15及びブレーキ部16で構成されている。第３のドラ
イブモータ装置６は、第２のドライブモータ装置５と同
様の構成で、ドライブモータ10の出力軸10aの他端に取
付けられた連結部材17と、この連結部材17の端部の同筒
部17aに取付けられたドライブモータ18と、このドライ
ブモータ18の出力軸18aと円筒部17aの間に取付けられた
回転検出部19及びブレーキ部20で構成されている。
アーム装置７は、第２のドライブ装置５のドライブモー
タ14の出力軸14aとキー21aを介して一体に回転する軸21
の両側に、キー21b、21cを介してさらに一体に回転する
ように一端を連結された上部アーム22と、この上部アー
ム22の他端にピン23を介して一端を回動自在に連結され
た下部アーム24と、第３のドライブモータ装置６のドラ
イブモータ18の出力軸18aとキー25aを介して一体に回転
する軸25の両端に、キー25b、25cを介してさらに一体に
回転するように一端を連結され、かつ上記した上部アー
ム22と等長の上部アーム26と、この上部アーム26の他端
にピン27を介して一端を回動自在に連結され、かつ上記
した下部アーム24と等長の下部アーム29で構成される。
ここで、上記した両上部アーム22、26は、正面側から見
てハ状に傾斜し、両下部アーム部24、29は、正面側から
見て逆ハ状に傾斜している。又、両上部アーム22、26と
両下部アーム24、29は、正面側から見て第１のドライブ
モータ装置４及び連結部材13、17を含め全体として、頂
部が下方となる五角形状に連結されている。
タ14の出力軸14aとキー21aを介して一体に回転する軸21
の両側に、キー21b、21cを介してさらに一体に回転する
ように一端を連結された上部アーム22と、この上部アー
ム22の他端にピン23を介して一端を回動自在に連結され
た下部アーム24と、第３のドライブモータ装置６のドラ
イブモータ18の出力軸18aとキー25aを介して一体に回転
する軸25の両端に、キー25b、25cを介してさらに一体に
回転するように一端を連結され、かつ上記した上部アー
ム22と等長の上部アーム26と、この上部アーム26の他端
にピン27を介して一端を回動自在に連結され、かつ上記
した下部アーム24と等長の下部アーム29で構成される。
ここで、上記した両上部アーム22、26は、正面側から見
てハ状に傾斜し、両下部アーム部24、29は、正面側から
見て逆ハ状に傾斜している。又、両上部アーム22、26と
両下部アーム24、29は、正面側から見て第１のドライブ
モータ装置４及び連結部材13、17を含め全体として、頂
部が下方となる五角形状に連結されている。
手首８は、一端を上部アーム22の中間部にピン30を介し
て回動自在に連結されたリンク31の他端とピン32を介し
て回動自在に連結され、アーム装置７の動作時常に上部
アーム22と連動して所定の方向を向く。
て回動自在に連結されたリンク31の他端とピン32を介し
て回動自在に連結され、アーム装置７の動作時常に上部
アーム22と連動して所定の方向を向く。
次に、上記構成の作用を第５を参照して説明する。ま
ず、第２のドライブモータ装置５のドライブモータ14を
時計方向に動作限界まで駆動し、先端がB1位置となるよ
うに上部アーム22を回動し、同時に第３のドライブモー
タ装置６のドライブモータ18を反時計方向に動作限界ま
で駆動し、先端がA1位置となるように上部アーム26を回
動する。この両上部アーム22、26の回動により、両下部
アーム24、29の連結部に連結された手首８は、C1位置に
置かれる。
ず、第２のドライブモータ装置５のドライブモータ14を
時計方向に動作限界まで駆動し、先端がB1位置となるよ
うに上部アーム22を回動し、同時に第３のドライブモー
タ装置６のドライブモータ18を反時計方向に動作限界ま
で駆動し、先端がA1位置となるように上部アーム26を回
動する。この両上部アーム22、26の回動により、両下部
アーム24、29の連結部に連結された手首８は、C1位置に
置かれる。
この状態から第２のドライブモータ装置５のドライブモ
ータ14を反時計方向に駆動すると、一方の上部アーム22
は、その先端がB1位置から円弧ｂに沿ってB2位置まで移
動するように回動（一点鎖線で示す）する。ここで、B2
は上部アーム22と下部アーム24が直線状態になったとき
の位置である。したがって、手首８は、C1位置から円弧
Ｒに沿ってC2位置まで移動する。
ータ14を反時計方向に駆動すると、一方の上部アーム22
は、その先端がB1位置から円弧ｂに沿ってB2位置まで移
動するように回動（一点鎖線で示す）する。ここで、B2
は上部アーム22と下部アーム24が直線状態になったとき
の位置である。したがって、手首８は、C1位置から円弧
Ｒに沿ってC2位置まで移動する。
又、上記した状態（手首８がC1位置）から第３のドライ
ブモータ装置６のドライブモータ18を時計方向に駆動す
ると、他の上部アーム26は、その先端がA1位置から円弧
ａに沿ってA2位置まで移動するように回動（二点鎖線で
示す）する。ここで、A2は上部アーム26と下部アーム29
が直線状態になったときの位置である。したがって、手
首８は、C1位置から円弧Ｌに沿ってC3位置まで移動す
る。これから、円弧L,Rは手首８の上方側の動作限界と
なる。
ブモータ装置６のドライブモータ18を時計方向に駆動す
ると、他の上部アーム26は、その先端がA1位置から円弧
ａに沿ってA2位置まで移動するように回動（二点鎖線で
示す）する。ここで、A2は上部アーム26と下部アーム29
が直線状態になったときの位置である。したがって、手
首８は、C1位置から円弧Ｌに沿ってC3位置まで移動す
る。これから、円弧L,Rは手首８の上方側の動作限界と
なる。
次に、手首８がC1位置に置かれた状態で、第２のドライ
ブ装置５のドライブモータ14を反時計に駆動し、同時に
第３のドライブモータ装置６のドライブモータ18を時計
方向に等速で駆動すると、手首８はC1位置からC4位置へ
垂直に直線移動する（両上部アーム22、26と両下部アー
ム24、29を点線で示す）。
ブ装置５のドライブモータ14を反時計に駆動し、同時に
第３のドライブモータ装置６のドライブモータ18を時計
方向に等速で駆動すると、手首８はC1位置からC4位置へ
垂直に直線移動する（両上部アーム22、26と両下部アー
ム24、29を点線で示す）。
この状態から第２のドライブ装置５及び第３のドライブ
装置６の両ドライブモータ14,18を、協調させながら反
時計方向に駆動すると、手首８はC4位置から円弧Ｑに沿
ってC2位置へ移動する。
装置６の両ドライブモータ14,18を、協調させながら反
時計方向に駆動すると、手首８はC4位置から円弧Ｑに沿
ってC2位置へ移動する。
又、上記した状態（手首８がC4位置）から第２のドライ
ブモータ装置５及び第３のドライブモータ装置６の両ド
ライブモータ14、18を、協調させながら時計方向に駆動
すると、手首８はC4位置から円弧Ｐに沿ってC3位置へ移
動する。これから、円弧P,Qは手首８の下方側の動作限
界となる。
ブモータ装置５及び第３のドライブモータ装置６の両ド
ライブモータ14、18を、協調させながら時計方向に駆動
すると、手首８はC4位置から円弧Ｐに沿ってC3位置へ移
動する。これから、円弧P,Qは手首８の下方側の動作限
界となる。
したがって、手首８は、第２のドライブモータ装置５及
び第３のドライブモータ装置６の両ドライブモータ14、
18の同方向又は異方向、等速又は不等速等の駆動によ
り、同図に斜線で示す動作範囲Ｓ内の任意の位置へ移動
することができる。
び第３のドライブモータ装置６の両ドライブモータ14、
18の同方向又は異方向、等速又は不等速等の駆動によ
り、同図に斜線で示す動作範囲Ｓ内の任意の位置へ移動
することができる。
以上は、第２のドライブ装置５及び第３のドライブ装置
６の駆動による手首８の移動で、これは垂直平面内の移
動であるが、さらに、第１のドライブモータ装置４のド
ライブモータ10を駆動すると、アーム装置７は形状（各
アームの位置関係）を変えることなく揺動することがで
きる。この揺動は、上記した垂直平面に対し直交する方
向となる。
６の駆動による手首８の移動で、これは垂直平面内の移
動であるが、さらに、第１のドライブモータ装置４のド
ライブモータ10を駆動すると、アーム装置７は形状（各
アームの位置関係）を変えることなく揺動することがで
きる。この揺動は、上記した垂直平面に対し直交する方
向となる。
これによって、手首８は、上記した垂直面内の移動すな
わち２次元的の移動から、さらに第６図に示すような立
体Ｔ内の移動すなわち３次元的の移動をすることができ
る。
わち２次元的の移動から、さらに第６図に示すような立
体Ｔ内の移動すなわち３次元的の移動をすることができ
る。
このとき、手首８の動作範囲を限定できるから、アーム
全部を水平状態に振り上げる必要がなく、各ドライブモ
ータ10、14、18の所要トルクを小さく抑えることができ
る。しかも、上記した動作すなわちアーム装置７の五辺
形状を変える動作及びアーム全体を揺動させる動作の何
れにおいても、各ドライブモータ10、14、18が略回転中
心にあるため、重量による不釣合モーメントや質量によ
る慣性モーメントをきわめて小さく抑えられ、手首８を
高速で移動させることができる。
全部を水平状態に振り上げる必要がなく、各ドライブモ
ータ10、14、18の所要トルクを小さく抑えることができ
る。しかも、上記した動作すなわちアーム装置７の五辺
形状を変える動作及びアーム全体を揺動させる動作の何
れにおいても、各ドライブモータ10、14、18が略回転中
心にあるため、重量による不釣合モーメントや質量によ
る慣性モーメントをきわめて小さく抑えられ、手首８を
高速で移動させることができる。
さらに、動作範囲は、扇形の回転体の一部で、組立作業
に必要な直方体の動作領域を、無駄が少なくなるように
カバーすることができる。その上、上下動作を上部アー
ム22、26と下部アーム24、29の屈曲で行うから、動作領
域の上部に無駄な空間を形成しない。
に必要な直方体の動作領域を、無駄が少なくなるように
カバーすることができる。その上、上下動作を上部アー
ム22、26と下部アーム24、29の屈曲で行うから、動作領
域の上部に無駄な空間を形成しない。
なお、上記した実施例では、手首８をリンク31を介して
上部アーム24に連動させたが、下部アーム24、29、四辺
形リンク及びスライド機構を介して連動させるようにし
てもよく、常に下部アーム24、29の交角の二等分線方向
を向くようにしてもよい。
上部アーム24に連動させたが、下部アーム24、29、四辺
形リンク及びスライド機構を介して連動させるようにし
てもよく、常に下部アーム24、29の交角の二等分線方向
を向くようにしてもよい。
本発明は以上のように構成されているから、簡易な構成
とし、各ドライブモータのトルクを小さく抑えることが
でき、ドライブモータの重量や質量がアーム装置の駆動
に影響を及ぼさず高速に手首を移動させることができ
る。又、アームの上部に無駄な空間を形成することがな
く作業職場を有効に使用できる。
とし、各ドライブモータのトルクを小さく抑えることが
でき、ドライブモータの重量や質量がアーム装置の駆動
に影響を及ぼさず高速に手首を移動させることができ
る。又、アームの上部に無駄な空間を形成することがな
く作業職場を有効に使用できる。
第１図は本発明の産業用ロボットの一実施例を示す斜視
図、第２図は第１のＡ矢印方向に見た正面図、第３図は
第２図のＡ矢印方向に見た側面図、第４図は本発明の一
実施例の要部を示す断面図、第５図は本発明の一実施例
の作用を示す説明図、第６図は第５図と異なる本発明の
一実施例の作用を示す説明図、第７図は従来の産業用ロ
ボットを示す説明図、第８図は第７図と異なる従来の産
業用ロボットを示す説明図である。 ２……支柱 ４……第１のドライブモータ装置 ５……第２のドライブモータ装置 ６……第３のドライブモータ装置 ７……アーム装置 ８……手首 10,14,18……ドライブモータ 22,26……上部アーム 24,29……下部アーム
図、第２図は第１のＡ矢印方向に見た正面図、第３図は
第２図のＡ矢印方向に見た側面図、第４図は本発明の一
実施例の要部を示す断面図、第５図は本発明の一実施例
の作用を示す説明図、第６図は第５図と異なる本発明の
一実施例の作用を示す説明図、第７図は従来の産業用ロ
ボットを示す説明図、第８図は第７図と異なる従来の産
業用ロボットを示す説明図である。 ２……支柱 ４……第１のドライブモータ装置 ５……第２のドライブモータ装置 ６……第３のドライブモータ装置 ７……アーム装置 ８……手首 10,14,18……ドライブモータ 22,26……上部アーム 24,29……下部アーム
Claims (1)
- 【請求項１】前方に突出する支持部を有する支柱と、前
記支持部に取り付けられた第１の駆動源と、この第１の
駆動源の出力軸の両端に取り付けられた第２及び第３の
駆動源と、この第２及び第３の駆動源の各出力軸に取り
付けられ、屈曲かつ回動自在な５辺形状のアーム装置
と、この５辺形状のアーム装置に回動自在に連結された
手首部とを具備したことを特徴とする産業用ロボット。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139082A JPH0677909B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 産業用ロボツト |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60139082A JPH0677909B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 産業用ロボツト |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61297087A JPS61297087A (ja) | 1986-12-27 |
| JPH0677909B2 true JPH0677909B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=15237061
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60139082A Expired - Fee Related JPH0677909B2 (ja) | 1985-06-27 | 1985-06-27 | 産業用ロボツト |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0677909B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3204180A1 (de) * | 1982-02-06 | 1983-08-11 | Hartmann & Lämmle GmbH & Co KG, 7255 Rutesheim | "industrieroboter" |
| JPS5997861A (ja) * | 1982-11-26 | 1984-06-05 | 日本電気株式会社 | リンク式ロボツト |
-
1985
- 1985-06-27 JP JP60139082A patent/JPH0677909B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61297087A (ja) | 1986-12-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |