JPH0724772A - Manipulator device - Google Patents

Manipulator device

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Publication number
JPH0724772A
JPH0724772A JP16938893A JP16938893A JPH0724772A JP H0724772 A JPH0724772 A JP H0724772A JP 16938893 A JP16938893 A JP 16938893A JP 16938893 A JP16938893 A JP 16938893A JP H0724772 A JPH0724772 A JP H0724772A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm
elastic expansion
elastic
axis
timing belt
Prior art date
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Pending
Application number
JP16938893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yuasa
正之 湯浅
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
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Publication of JPH0724772A publication Critical patent/JPH0724772A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To obtain a manipulator device which can minimize the diameter of a sprocket in the condition in which elastic expansion bodies are arranged in parallel to each other. CONSTITUTION:A pair of elastic expansion bodies 68A, 68B are arranged in parallel along an axis of a second arm. Ends of the elastic expansion bodies 68A, 68B are connected to terminals of a timing belt 82 whose intermediate section is wound around a drive pulley 84. The timing belt 82 is extended by force in the orthogonal direction to the axis of the second arm by an intermediate pulley 88. That is, if the timing belt 82 is extended by force by the intermediate pulley 88 so that it is positioned on an extended line of the axis of the elastic expansion bodies 68A, 68B, tensile force generated due to a difference in expansion amount of the pair of elastic expansion bodies 68A, 68B is converted into rotational force of the drive pulley 84 via the timing belt 82.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、アームの先端に設けら
れた被駆動部材が旋回及び屈曲可能とされたマニプレー
タ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a manipulator device in which a driven member provided at the tip of an arm is rotatable and bendable.

【0002】[0002]

【従来の技術】マニプレータ装置のアームの先端に設け
られた被駆動部材を駆動する駆動源の1つとして、ゴム
製のチューブ体で構成された弾性膨張体の膨縮運動を利
用したものがある。
2. Description of the Related Art As one of driving sources for driving a driven member provided at the tip of an arm of a manipulator device, there is one utilizing expansion and contraction motion of an elastic expander composed of a rubber tube. .

【0003】図8で概念的に示すように、この弾性膨張
体200は、空気の流出入によって半径方向に膨縮し相
対的に長さを伸縮させるようになっている。弾性膨張体
200の端部には、アーム202の先端に軸支されたス
プロケット204に巻き掛けられたチェーン206が連
結されており、弾性膨張体200の相対的な伸縮量の差
によって、スプロケット204を回転させ、図示しない
ギア機構によって被駆動部材を旋回及び屈曲させるよう
になっている。
As conceptually shown in FIG. 8, this elastic expansion body 200 is designed to expand and contract in the radial direction by the inflow and outflow of air, and to relatively expand and contract in length. A chain 206 wound around a sprocket 204 pivotally supported on the tip of the arm 202 is connected to the end of the elastic expansion body 200, and the sprocket 204 is sprocket 204 depending on the relative expansion / contraction amount of the elastic expansion body 200. The driven member is rotated and bent by a gear mechanism (not shown).

【0004】ところで、スプロケット204の回転角度
θは、θ=360×ΔL/πDで表される(ΔL:弾性
膨張体の伸縮量の差、D:スプロケットの径)。
The rotation angle θ of the sprocket 204 is represented by θ = 360 × ΔL / πD (ΔL: difference in expansion / contraction amount of elastic expansion body, D: diameter of sprocket).

【0005】すなわち、他の設計条件を考慮しない場
合、スプロケットの径Dが小さい方が大きな回転角度θ
を得ることができる。
That is, when the other design conditions are not taken into consideration, the smaller the sprocket diameter D, the larger the rotation angle θ.
Can be obtained.

【0006】しかしながら、弾性膨張体200を平行に
配設した場合、弾性膨張体200の伸縮方向、換言すれ
ば、弾性膨張体200の軸線の延長線とスプロケット2
04の接線が一致するように、スプロケット204の径
Dを設定する必要がある。一方、弾性膨張体200は、
半径方向に膨縮するため、互いに干渉しないようにする
ためには、所定の間隔を設ける必要があり、必然的にス
プロケット204の径Dが大きくなってしまう。
However, when the elastic expansion bodies 200 are arranged in parallel, the expansion / contraction direction of the elastic expansion bodies 200, in other words, the extension line of the axis of the elastic expansion body 200 and the sprocket 2 are arranged.
It is necessary to set the diameter D of the sprocket 204 so that the tangent lines of 04 coincide with each other. On the other hand, the elastic expansion body 200 is
Since they expand and contract in the radial direction, it is necessary to provide a predetermined interval in order to prevent them from interfering with each other, and the diameter D of the sprocket 204 inevitably becomes large.

【0007】このため、図9に示すように、弾性膨張体
200を斜めに配設して、スプロケット208の径を小
さくする改善策も考えられるが、弾性膨張体200がア
ーム202からはみ出してしまい外観寸法が大きくなっ
てしまう。
For this reason, as shown in FIG. 9, it is conceivable to arrange the elastic inflatable body 200 obliquely to reduce the diameter of the sprocket 208. However, the elastic inflatable body 200 protrudes from the arm 202. The external dimensions become large.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考
慮して、弾性膨張体を平行に配置した状態でスプロケッ
トの径を最大限に縮小できるマニプレータ装置を提供す
ることを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In consideration of the above facts, an object of the present invention is to provide a manipulator device capable of maximizing the diameter of a sprocket with elastic expanders arranged in parallel.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明に係るマニプレー
タ装置は、屈伸可能なアームの先端に被駆動部材が取付
けられるマニプレータ装置において、前記アームの軸線
上の先端に配設され前記被駆動部材に回転力を伝達する
回転部材と、前記アームの軸線に沿って互いに平行に配
設され、流体の給排によって半径方向に膨縮し相対的に
長さを伸縮させる一対の弾性膨張体と、中間部が前記回
転部材に巻き掛けられその終端がそれぞれ前記弾性膨張
体の端部へ連結される伝達部材と、前記回転部材と前記
弾性膨張体の端部との間に配設され前記伝達部材を前記
アームの軸線と直交する方向へ押し拡げるガイド部材
と、を有することを特徴としている。
A manipulator device according to the present invention is a manipulator device in which a driven member is attached to the tip of a bendable / extendable arm, and the manipulator device is arranged at the tip of the arm on the axis thereof. A rotating member that transmits a rotating force; a pair of elastic expanders that are arranged parallel to each other along the axis of the arm and that expand and contract in the radial direction by the supply and discharge of fluid to expand and contract in relative length; A transmission member whose part is wound around the rotary member and whose ends are respectively connected to the ends of the elastic expansion body, and the transmission member which is arranged between the rotation member and the end of the elastic expansion body. A guide member that expands in a direction orthogonal to the axis of the arm.

【0010】[0010]

【作用】上記構成のマニプレータ装置では、一対の弾性
膨張体がアームの軸線に沿って平行に配設されている。
この弾性膨張体の端部には、中間部が回転部材に巻き掛
けられた伝達部材の終端がそれぞれ連結されている。
In the manipulator device of the above construction, the pair of elastic expanders are arranged in parallel along the axis of the arm.
The ends of the elastic expansion body are connected to the ends of the transmission member whose intermediate portion is wound around the rotary member.

【0011】この伝達部材はガイド部材によって、アー
ムの軸線と直交する方向へ押し拡げられる。すなわち、
このガイド部材で、伝達部材を弾性膨張体の軸線の延長
線上に位置するように、押し拡げれば、一対の弾性膨張
体の伸縮量の差によって生じる引張力が直線的に伝達部
材へ伝達可能となる。
The transmission member is expanded by the guide member in the direction orthogonal to the axis of the arm. That is,
With this guide member, if the transmission member is pushed and expanded so as to be positioned on the extension line of the axis of the elastic expansion body, the tensile force generated by the difference in the amount of expansion and contraction of the pair of elastic expansion bodies can be linearly transmitted to the transmission member. Becomes

【0012】従って、回転部材の径が小さい場合でも、
回転部材と弾性膨張体との間に伝達部材をガイドするガ
イド部材を設けることにより、弾性膨張体の平行配置が
可能となり、大きな回転角度で回転部材を回転させるこ
とができる。
Therefore, even if the diameter of the rotating member is small,
By providing the guide member for guiding the transmission member between the rotary member and the elastic expansion body, the elastic expansion bodies can be arranged in parallel, and the rotary member can be rotated at a large rotation angle.

【0013】[0013]

【実施例】本発明に係るマニプレータ装置が塗装ロボッ
トとして使用された場合について説明する。
EXAMPLE A case where the manipulator apparatus according to the present invention is used as a painting robot will be described.

【0014】図1〜図3に示すように、塗装ロボット1
0の本体部12には、図示しない旋回モータで旋回する
架台14が取付けられている。この架台14の上面には
対向して取付ブラケット16が設けられ、それぞれ第1
アーム駆動用防爆モータ18及び第2アーム駆動用防爆
モータ20が固定されている。
As shown in FIGS. 1 to 3, the coating robot 1
On the main body 12 of No. 0, a pedestal 14 which is swung by a turning motor (not shown) is attached. Mounting brackets 16 are provided on the upper surface of the gantry 14 so as to face each other.
The arm driving explosion-proof motor 18 and the second arm driving explosion-proof motor 20 are fixed.

【0015】この第1アーム駆動用防爆モータ18の回
転軸にはベルト車22が固定されている。このベルト車
22には、タイミングベルト24が巻き掛けられ、ベル
ト車26に回転力を正確に伝達するようになっている。
ベルト車26は、架台14から張り出した一対のブラケ
ット28に両端が支持されたシャフト30で回転可能に
軸支されている。また、ベルト車26は、第1アーム3
2の支点部と連結されている。これによって、第1アー
ム32は、ベルト車26の回転に伴って、シャフト30
の軸回りに回転するようになっている。
A belt wheel 22 is fixed to the rotary shaft of the explosion-proof motor 18 for driving the first arm. A timing belt 24 is wound around the belt wheel 22 so that the rotational force is accurately transmitted to the belt wheel 26.
The belt wheel 26 is rotatably supported by a shaft 30 whose both ends are supported by a pair of brackets 28 extending from the frame 14. Further, the belt wheel 26 has the first arm 3
It is connected to 2 fulcrums. As a result, the first arm 32 causes the shaft 30 to rotate as the belt wheel 26 rotates.
It is designed to rotate around the axis of.

【0016】さらに、シャフト30には、ベルト車34
が回転可能に軸支されている。このベルト車34と、第
2アーム駆動用防爆モータ20の回転軸に固定されたベ
ルト車36には、タイミングベルト38が巻き掛けられ
ている。また、このベルト車34は、シャフト30に軸
支されたベルト車37と連結され、ベルト車34とベル
ト車37とは、一体となって回転するようになってい
る。
Further, a belt wheel 34 is attached to the shaft 30.
Is rotatably supported. A timing belt 38 is wound around the belt wheel 34 and a belt wheel 36 fixed to the rotating shaft of the explosion-proof motor 20 for driving the second arm. Further, the belt wheel 34 is connected to a belt wheel 37 pivotally supported by the shaft 30, and the belt wheel 34 and the belt wheel 37 rotate together.

【0017】一方、ベルト車37に巻き掛けられたタイ
ミングベルト39は、第1アーム32の中央部に回転自
在に軸支された中間ベルト車40、42を介して緊張さ
れながら、ベルト車44に巻き掛けられている。図4に
示すように、このベルト車44の両面には、ブラケット
46が固着され、第1アーム32の自由端部に両端が支
持されたシャフト50に回転可能に軸支されている。ま
た、ブラケット46は、第2アーム52の連結部53と
ボルト48で連結されており、第2アーム52は、シャ
フト50の軸回りにベルト車44と一体と成って回転す
るようになっている。
On the other hand, the timing belt 39 wound around the belt wheel 37 is tensioned by intermediate belt wheels 40 and 42 which are rotatably supported by the central portion of the first arm 32, and is rotated by the belt wheel 44. It is wrapped around. As shown in FIG. 4, brackets 46 are fixed to both sides of the belt wheel 44, and are rotatably supported by a shaft 50 whose both ends are supported by the free end of the first arm 32. The bracket 46 is connected to the connecting portion 53 of the second arm 52 by the bolt 48, and the second arm 52 is configured to rotate integrally with the belt wheel 44 around the shaft 50. .

【0018】図1に示すように、第2アーム52は、対
面して配置された長板状の一対のプレート54で構成さ
れ、一方のプレート54には、連結部53が固定されて
いる。プレート54の端部(第1アーム32側)は、連
結板56で連結されている。図5及び図7に示すよう
に、この連結板56の両端部には、支持体58、60が
設けられている。この支持体58、60には、それぞれ
シャフト62、64が挿通されており、シャフト62の
両端には、ブラケット66、76が軸支されている。ブ
ラケット66には、第2アーム52の中心軸を対称線と
して対面して配置された弾性膨張体68A、68Bの閉
鎖部72が固定されている。また、シャフト64に軸支
されたブラケット76には、弾性膨張体68A、68B
とそれぞれ平行に配設された弾性膨張体70A、70B
の閉鎖部74が固定されている。
As shown in FIG. 1, the second arm 52 is composed of a pair of long plate-shaped plates 54 arranged facing each other, and a connecting portion 53 is fixed to one plate 54. The ends of the plate 54 (on the side of the first arm 32) are connected by a connecting plate 56. As shown in FIGS. 5 and 7, supports 58 and 60 are provided at both ends of the connecting plate 56. Shafts 62 and 64 are inserted into the supports 58 and 60, respectively, and brackets 66 and 76 are pivotally supported at both ends of the shaft 62. To the bracket 66, the closing portions 72 of the elastic expansion bodies 68A and 68B, which are arranged to face each other with the central axis of the second arm 52 as a symmetry line, are fixed. The elastic members 68A, 68B are attached to the bracket 76 pivotally supported by the shaft 64.
Elastic expanders 70A and 70B respectively arranged in parallel with
The closing part 74 is fixed.

【0019】このように、弾性膨張体68A、68B、
70A、70Bは、すべて第2アーム52の中心軸に対
して平行に配設され、第2アーム52からはみ出さない
ようになっている。
Thus, the elastic expanders 68A, 68B,
All of 70A and 70B are arranged in parallel with the central axis of the second arm 52 so that they do not protrude from the second arm 52.

【0020】この弾性膨張体68A、68B、70A、
70Bは、ゴム製のチューブで、外周面が高張力繊維で
覆われており、閉鎖部72、74に穿設された空気孔7
7からエアが給排されるようになっている。このエアの
給排によって、弾性膨張体68A、68B、70A、7
0Bが膨張あるいは収縮して、長さを伸縮させるように
なっている。また、弾性膨張体68A、68B、70
A、70Bを第2のアーム52に組付ける際、全体の3
0%程度伸長させ、組付けた後、15%程度縮ませるこ
とで、弾性膨張体68Aと弾性膨張体68B及び弾性膨
張体70Aと弾性膨張体70Bとの膨張量の差が最大限
となるように設定されている。
The elastic expanders 68A, 68B, 70A,
70B is a rubber tube, the outer peripheral surface of which is covered with high-tensile fibers, and the air holes 7 formed in the closing portions 72 and 74.
Air is supplied and discharged from 7. By supplying and discharging this air, the elastic expanders 68A, 68B, 70A, 7
OB expands or contracts to expand or contract its length. Further, the elastic expanders 68A, 68B, 70
When assembling A and 70B to the second arm 52,
By expanding by about 0%, assembling and then contracting by about 15%, the difference in expansion amount between the elastic expansion bodies 68A and 68B and between the elastic expansion bodies 70A and 70B is maximized. Is set to.

【0021】図7に示すように、第2アーム52の先端
部側の弾性膨張体68A、68Bの閉鎖部78には、タ
イミングベルト82が連結されている。このタイミング
ベルト82は、駆動プーリ84に巻き掛けられている。
この駆動プーリ84は、プレート83(図1参照)間に
掛け渡されたシャフト86に回転可能に軸支されてい
る。また、駆動プーリ84と閉鎖部78との間には、一
対の中間プーリ88がプレート83に軸支されている。
この中間プーリ88は、タイミングベルト82を第2ア
ーム52の軸線Lと直交する方向へ押し拡げている。す
なわち、中間プーリ88と閉鎖部78との間でタイミン
グベルト82が、弾性膨張体68A、68Bの軸線の延
長線上に位置するように設定されている。このため、一
対の弾性膨張体68Aと弾性膨張体68Bとの膨張量の
差によって生じるタイミングベルト82の引張力は、中
間プーリ88を介して駆動プーリ84に伝達され、駆動
プーリ84の回転力に変換される。
As shown in FIG. 7, a timing belt 82 is connected to the closing portions 78 of the elastic expanders 68A and 68B on the tip end side of the second arm 52. The timing belt 82 is wound around the drive pulley 84.
The drive pulley 84 is rotatably supported by a shaft 86 spanned between the plates 83 (see FIG. 1). A pair of intermediate pulleys 88 is pivotally supported by the plate 83 between the drive pulley 84 and the closing portion 78.
The intermediate pulley 88 pushes and spreads the timing belt 82 in a direction orthogonal to the axis L of the second arm 52. That is, the timing belt 82 is set between the intermediate pulley 88 and the closing portion 78 so as to be located on the extension line of the axes of the elastic expansion bodies 68A and 68B. Therefore, the tensile force of the timing belt 82 caused by the difference in expansion amount between the pair of elastic expanders 68A and 68B is transmitted to the drive pulley 84 via the intermediate pulley 88, and is converted into the rotational force of the drive pulley 84. To be converted.

【0022】このように、中間プーリ88を設けること
で、駆動プーリ84の径を小さくすることができる。す
なわち、弾性膨張体68A、68Bを平行に配置した場
合でも、駆動プーリ84の径をタイミングベルト82間
の距離Mとする必要がなくなり、径の小さく分だけ、駆
動プーリ84の回転角度を大きく取れる。
By providing the intermediate pulley 88 in this way, the diameter of the drive pulley 84 can be reduced. That is, even when the elastic expanders 68A and 68B are arranged in parallel, it is not necessary to set the diameter of the drive pulley 84 to the distance M between the timing belts 82, and the rotation angle of the drive pulley 84 can be increased by the smaller diameter. .

【0023】なお、弾性膨張体68A、68Bに対し
て、紙面手前側に配設された弾性膨張体70A、70B
も上記と同様の機構で駆動するようになっており、シャ
フト86の他端に設けられた駆動プーリ85(図6参
照)を回転させるようになっている。
The elastic expanders 70A and 70B are arranged on the front side of the paper with respect to the elastic expanders 68A and 68B.
Is driven by a mechanism similar to that described above, and a drive pulley 85 (see FIG. 6) provided at the other end of the shaft 86 is rotated.

【0024】また、図5に示すように、第2アーム52
の後端部には、回転角度検出用のエンコーダ90、92
が一対配設されている。エンコーダ90の入力軸94
は、カップリング96によって伝達シャフト98に連結
されている。この伝達シャフト98は、ブラケット10
0に固定されたベアリング102に軸支され、ブレない
ようになっている。
Further, as shown in FIG. 5, the second arm 52
Encoders 90, 92 for detecting the rotation angle are provided at the rear end of the
Are arranged in pairs. Input shaft 94 of encoder 90
Are connected to the transmission shaft 98 by a coupling 96. This transmission shaft 98 is attached to the bracket 10
It is rotatably supported by a bearing 102 fixed to 0 so as not to shake.

【0025】また、伝達シャフト98の他端は、第1ユ
ニバーサルジョイント104に連結されている。この第
1ユニバーサルジョイント104は、図6に示すよう
に、第2アーム52の先端に配設された第2ユニバーサ
ルジョイント106と連動シャフト108で連結されて
いる。この第2ユニバーサルジョイント106は、ベア
リング112に軸支された伝達シャフト114と連結さ
れている。この伝達シャフト114の他端には、笠歯車
116、134が固定されている。この笠歯車116、
134は、シャフト86に軸支され駆動プーリ84、8
5と一体となって回転する笠歯車118、120と交差
して噛み合っている。
The other end of the transmission shaft 98 is connected to the first universal joint 104. As shown in FIG. 6, the first universal joint 104 is connected to a second universal joint 106 arranged at the tip of the second arm 52 by an interlocking shaft 108. The second universal joint 106 is connected to the transmission shaft 114 that is axially supported by the bearing 112. Bevel gears 116 and 134 are fixed to the other end of the transmission shaft 114. This bevel gear 116,
The drive pulleys 84, 8 are rotatably supported by the shaft 86.
5 and the bevel gears 118 and 120 that rotate integrally with the gear 5, intersect and mesh with each other.

【0026】このように、連動シャフト108の両端
に、第1ユニバーサルジョイント104及び第2ユニバ
ーサルジョイント106を設けることによって、笠歯車
116、134の回転角度及び回転方向を検出するエン
コーダ90、92を第2アーム52の後端部に配設する
ことが可能となる。このため、第2アーム52の先端に
エンコーダが取付けられた場合と比較して、第2アーム
52の起動時等に発生する慣性モーメントが小さくな
り、アームの部材強度を必要最小限に抑えることができ
る。なお、エンコーダ92も上記と同様の機構によって
回転角度及び回転方向を検出できるようになっている。
As described above, by providing the first universal joint 104 and the second universal joint 106 at both ends of the interlocking shaft 108, the encoders 90 and 92 for detecting the rotation angle and the rotation direction of the bevel gears 116 and 134 are provided as the first and second encoders 90 and 92, respectively. The two arms 52 can be arranged at the rear end. Therefore, as compared with the case where the encoder is attached to the tip of the second arm 52, the moment of inertia generated when the second arm 52 is activated is reduced, and the member strength of the arm can be suppressed to the necessary minimum. it can. The encoder 92 can detect the rotation angle and the rotation direction by the same mechanism as above.

【0027】一方、図6に示すように、シャフト86の
両端部付近に軸支される駆動プーリ84、85の両面に
は、ベアリングを介して軸支される回転角度検出用のベ
ベルギア118、120と、ベアリングを介して駆動用
のベベルギア122、124が固定されている。また、
シャフト86の中央部には、ベアリングを介在して、ス
プレーガン126の基体128が軸支されている。基体
128には、ベアリングを介在して略円筒状のノズル体
130が回転可能に装着され、ノズル体130の後端周
部に刻設されたギア部132が、ベベルギア122、1
24に挟まれるようにして噛み合っている。なお、ノズ
ル体130には、図示しない塗装タンクから塗料を供給
する供給パイプが接続されるようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 6, bevel gears 118 and 120 for rotation angle detection, which are rotatably supported by bearings, are provided on both surfaces of drive pulleys 84 and 85 which are rotatably supported near both ends of a shaft 86. And the driving bevel gears 122 and 124 are fixed via bearings. Also,
At the center of the shaft 86, a base 128 of the spray gun 126 is axially supported with a bearing interposed. A substantially cylindrical nozzle body 130 is rotatably mounted on the base body 128 via bearings, and a gear portion 132 engraved on the rear end peripheral portion of the nozzle body 130 includes a bevel gear 122, 1.
They are sandwiched between 24 and mesh with each other. A supply pipe for supplying paint from a paint tank (not shown) is connected to the nozzle body 130.

【0028】次に、本実施例に係るマニプレータ装置の
動作を説明する。図1〜図4に示すように、本体部12
に配設された旋回モータを駆動させると架台14が旋回
し、第1アーム32と第2アーム52が、架台14とと
もに旋回する。
Next, the operation of the manipulator apparatus according to this embodiment will be described. As shown in FIGS. 1 to 4, the main body 12
When the turning motor arranged in the above position is driven, the gantry 14 turns, and the first arm 32 and the second arm 52 turn together with the gantry 14.

【0029】次に、第1アーム駆動用防爆モータ18を
駆動し、タイミングベルト24を介してベルト車26を
回転させれば、シャフト30の軸回りに、第1アーム3
2が回転する、換言すれば、上腕部としての第1アーム
32が上下する。また、第2アーム駆動用防爆モータ2
0を駆動し、タイミングベルト38を介してベルト車3
4、37を回転させ、さらに、ベルト車37に巻き掛け
られたタイミングベルト39を介してベルト車44を回
転させれば、シャフト50の軸回りに、第2アーム52
が回転する、換言すれば、下腕部としての第2アーム5
2が屈伸する。このように、第1アーム32は、肩関節
から延びる上腕部として、第2アーム52は、肘関節か
ら延びる下腕部として機能する。
Next, the explosion-proof motor 18 for driving the first arm is driven to rotate the belt wheel 26 via the timing belt 24, so that the first arm 3 is rotated around the shaft 30.
2 rotates, in other words, the first arm 32 as the upper arm moves up and down. In addition, the second arm driving explosion-proof motor 2
0 drive the belt wheel 3 via the timing belt 38.
When the belt wheels 44 and 37 are rotated and the belt wheel 44 is rotated via the timing belt 39 wound around the belt wheel 37, the second arm 52 is rotated around the shaft 50.
Rotates, in other words, the second arm 5 as the lower arm.
2 bends and stretches. In this way, the first arm 32 functions as an upper arm portion extending from the shoulder joint, and the second arm 52 functions as a lower arm portion extending from the elbow joint.

【0030】次に、いわゆる手首部に相当するノズル体
130を第2アーム52の軸線回りに旋回、あるいは屈
伸させる場合を説明する。
Next, a case where the nozzle body 130 corresponding to a so-called wrist is swung or bent around the axis of the second arm 52 will be described.

【0031】図7に示すように、弾性膨張体68Aに、
図示しないコンプレッサーからエアを給入し、また、も
う一方の弾性膨張体68Bからエアを排出する。このエ
アの給排によって、弾性膨張体68Aが膨張し弾性膨張
体68Bが収縮して、伸縮差を生じる。このため、中間
プーリ88を介してタイミングベルト82が矢印A方向
へ移動して、駆動プーリ84を矢印B方向に回転させ
る。また、この一対の弾性膨張体68A、68Bと対面
して配設された弾性膨張体70A、70Bも同様に膨縮
させ、駆動プーリ85を駆動プーリ84と同一方向へ回
転させる。
As shown in FIG. 7, the elastic expansion body 68A is
Air is supplied from a compressor (not shown), and air is discharged from the other elastic expansion body 68B. Due to the supply and discharge of the air, the elastic expansion body 68A expands and the elastic expansion body 68B contracts, causing a difference in expansion and contraction. Therefore, the timing belt 82 moves in the arrow A direction via the intermediate pulley 88, and rotates the drive pulley 84 in the arrow B direction. Further, the elastic expansion bodies 70A, 70B arranged to face the pair of elastic expansion bodies 68A, 68B are similarly expanded and contracted, and the drive pulley 85 is rotated in the same direction as the drive pulley 84.

【0032】これによって、駆動プーリ84、85と一
体に回転するベベルギア122、124が同一方向へ回
転するため、これに噛み合うギア部132は回転せず、
基体128とともにノズル体130はシャフト86の軸
回りに回転する。
As a result, the bevel gears 122 and 124, which rotate integrally with the drive pulleys 84 and 85, rotate in the same direction, so that the gear portion 132 meshing therewith does not rotate,
The nozzle body 130 rotates around the axis of the shaft 86 together with the base 128.

【0033】一方、弾性膨張体68A、68B及び弾性
膨張体70A、70Bの膨縮方向を調整して、駆動プー
リ84と駆動プーリ85との回転方向を逆方向とする
と、ベベルギア122とベベルギア124との回転方向
が逆方向となる。このため、ベベルギア122、124
に挟まれるようにして噛み合う、ノズル体130のギア
部132は、スプレーガン126の基体128の軸線回
りに旋回する。
On the other hand, when the expansion and contraction directions of the elastic expanders 68A and 68B and the elastic expanders 70A and 70B are adjusted so that the drive pulley 84 and the drive pulley 85 rotate in opposite directions, the bevel gear 122 and the bevel gear 124 are separated from each other. The rotation direction of is the opposite direction. Therefore, the bevel gears 122, 124
The gear portion 132 of the nozzle body 130, which is meshed with and sandwiched by, swivels around the axis of the base 128 of the spray gun 126.

【0034】また、図6に示すように、スプレーガン1
26の回転角度及び回転方向(矢印C方向の回転か矢印
D方向の回転か)は、駆動プーリ84と一体に回転する
ベベルギア118と、駆動プーリ85と一体に回転する
ベベルギア120を介して、ベベルギア116、134
にそれぞれ伝達される。
Further, as shown in FIG. 6, the spray gun 1
The rotation angle and the rotation direction of 26 (whether to rotate in the direction of arrow C or in the direction of arrow D) are controlled by the bevel gear 118 rotating integrally with the drive pulley 84 and the bevel gear 120 rotating integrally with the drive pulley 85. 116, 134
Is transmitted to each.

【0035】このベベルギア116、134の回転角度
及び方向は、両端に第1ユニバーサルジョイント104
と第2ユニバーサルジョイント106とが連結された連
動シャフト108を介して、エンコーダ90、92に入
力される。
The rotation angles and directions of the bevel gears 116 and 134 are such that the first universal joint 104 is provided at both ends.
Is input to the encoders 90 and 92 via an interlocking shaft 108 to which the second universal joint 106 is connected.

【0036】エンコーダ90、92には、図示しないコ
ントロール回路が接続されており、スプレーガン126
の回転角度と、回転方向の正逆の組み合わせによって、
スプレーガン126の回転角度及び矢印C方向の回転か
矢印D方向の回転かが判断される。そして、このコント
ローラ回路に接続された制御装置によってスプレーガン
126が駆動制御されるようになっている。
A control circuit (not shown) is connected to the encoders 90 and 92, and a spray gun 126 is provided.
By the combination of the rotation angle and the direction of rotation,
The rotation angle of the spray gun 126 and the rotation in the arrow C direction or the arrow D direction are determined. The spray gun 126 is driven and controlled by a control device connected to the controller circuit.

【0037】このように、本実施例に係るマニプレータ
装置では、一対の中間プーリ88を設けることによっ
て、駆動プーリ84、85の径を小さくすることができ
るので、スプレーガン126を大きな角度で駆動するこ
とができる。
As described above, in the manipulator apparatus according to this embodiment, the diameter of the drive pulleys 84 and 85 can be reduced by providing the pair of intermediate pulleys 88, so that the spray gun 126 is driven at a large angle. be able to.

【0038】また、エンコーダ90、92が、第2アー
ム52の後端に配設されているので、第2アーム52の
起動時等に発生する慣性モーメントが小さくなる。この
結果、第1アーム32及び第2アーム52の部材強度を
必要最小限に抑えることができる。また、これによっ
て、駆動源の出力も小さくて済む。
Further, since the encoders 90 and 92 are arranged at the rear end of the second arm 52, the moment of inertia generated when the second arm 52 is activated becomes small. As a result, the member strength of the first arm 32 and the second arm 52 can be suppressed to the necessary minimum. In addition, this allows the output of the drive source to be small.

【0039】なお、本実施例では、弾性膨張体の駆動力
をタイミングベルトを介して駆動プーリに伝達したが、
タイミングベルトに替えて、チェーンあるいはベルトで
もよい。また、中間プーリもタイミングベルトを押し拡
げるものであれば十分であり、円柱状のロッドをプレー
ト83から立設させてもよい。
In this embodiment, the driving force of the elastic expansion body is transmitted to the driving pulley via the timing belt.
A chain or belt may be used instead of the timing belt. Further, the intermediate pulley is sufficient as long as it can spread the timing belt, and a cylindrical rod may be provided upright from the plate 83.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明は上記構成としたので、スプロケ
ットの径を小さくすることができ、ノズル体の動作角度
を大きく取ることができる。
Since the present invention is constructed as described above, the diameter of the sprocket can be reduced and the operating angle of the nozzle body can be increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】マニプレータ装置の一部断面図を含んだ側面図
である。
FIG. 1 is a side view including a partial cross-sectional view of a manipulator apparatus.

【図2】マニプレータ装置の一部断面図を含んだ側面図
である。
FIG. 2 is a side view including a partial cross-sectional view of the manipulator apparatus.

【図3】マニプレータ装置の第1アームの支点部を示し
た平面図である。
FIG. 3 is a plan view showing a fulcrum portion of a first arm of the manipulator device.

【図4】第1アームと第2アームの関節部を示した断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing joint parts of a first arm and a second arm.

【図5】第2アームの後端に設けられたエンコーダの接
続機構を示した一部断面図である。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an encoder connection mechanism provided at the rear end of the second arm.

【図6】第2アームの先端に設けられたスプレーガンの
駆動方式を示した一部断面図である。
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a drive system of a spray gun provided at the tip of a second arm.

【図7】弾性膨張体による駆動力伝達機構を示した正面
図である。
FIG. 7 is a front view showing a driving force transmission mechanism using an elastic expansion body.

【図8】従来の弾性膨張体による駆動力伝達機構を示し
た概念図である。
FIG. 8 is a conceptual diagram showing a driving force transmission mechanism using a conventional elastic expander.

【図9】従来の弾性膨張体による駆動力伝達機構を示し
た概念図である。
FIG. 9 is a conceptual diagram showing a driving force transmission mechanism using a conventional elastic expander.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

68A 弾性膨張体 68B 弾性膨張体 70A 弾性膨張体 70B 弾性膨張体 82 タイミングベルト(伝達部材) 84 駆動プーリ(回転部材) 85 駆動プーリ(回転部材) 88 中間プーリ(ガイド部材) 68A elastic expansion body 68B elastic expansion body 70A elastic expansion body 70B elastic expansion body 82 timing belt (transmission member) 84 drive pulley (rotating member) 85 drive pulley (rotating member) 88 intermediate pulley (guide member)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 屈伸可能なアームの先端に被駆動部材が
取付けられるマニプレータ装置において、前記アームの
軸線上の先端に配設され前記被駆動部材に回転力を伝達
する回転部材と、前記アームの軸線に沿って互いに平行
に配設され、流体の給排によって半径方向に膨縮し相対
的に長さを伸縮させる一対の弾性膨張体と、中間部が前
記回転部材に巻き掛けられその終端がそれぞれ前記弾性
膨張体の端部へ連結される伝達部材と、前記回転部材と
前記弾性膨張体の端部との間に配設され前記伝達部材を
前記アームの軸線と直交する方向へ押し拡げるガイド部
材と、を有することを特徴とするマニプレータ装置。
1. A manipulator device in which a driven member is attached to the tip of a bendable / extendable arm, the rotary member being provided at the tip on the axis of the arm, for transmitting a rotational force to the driven member, and the arm of the arm. A pair of elastic expanders, which are arranged parallel to each other along the axis and expand and contract in the radial direction by the supply and discharge of fluid to relatively expand and contract in length, and the intermediate part is wrapped around the rotary member and its end is A transmission member that is respectively connected to the end of the elastic expansion body, and a guide that is disposed between the rotating member and the end of the elastic expansion body and that spreads the transmission member in a direction orthogonal to the axis of the arm. A manipulator device comprising: a member;
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7555969B2 (en) 2004-09-01 2009-07-07 Panasonic Corporation Joint driving device
WO2019041993A1 (en) * 2017-09-01 2019-03-07 深圳龙海特机器人科技有限公司 Flexible joint and rotary expandable arm

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