JPH0746475Y2 - 回動・旋回アーム駆動装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、産業用ロボットやハンドリング機構などの回
動・旋回アーム駆動装置に関する。

〔従来の技術〕

例えば特開昭58-177284号の産業用ロボットは、アーム
の駆動部に２つの平行リンク機構を備えている。これら
の平行リンク機構は、駆動側および従動側のリンクの部
分で回転位相を異にして組み込まれているため、死点
（思案点）の位置でも、運動の方向は不安定な状態とな
らず、所定の方向に規制される。

しかし、上記機構によると２つの平行リンク機構が同一
平面上に配置されているため、運動時に２本のリンクバ
ーが互いに干渉し、アームの回動域がそれらの干渉によ
って制約される。

〔考案の目的〕

したがって、本考案の目的は、２つの平行リンク機構で
回転力を伝達するに際し、アームの旋回域を広く確保す
ると共に、高速動作かつ高精度の位置決めを満足するこ
とである。

〔問題点を解決するための手段〕

回動アームと旋回アームとを駆動する機構に係り、回動
アームの軸方向両側に平行のリンクバーを設けて回動ア
ームとリンクバーで２つの平行リンク機構を構成し、各
リンク機構を位相のずれた状態で動作させるレバーを回
転軸とリンクバーの間に設け、リンクの駆動源を回動ア
ームの回動中心上に配置した。

したがって、本考案では、２つの平行リンク機構が回転
力を伝達する過程で、死点（思案点）を生ぜず、運動の
方向を規制しながら確実に伝達し、この動作時にレバー
やリンクが干渉しないため、旋回アームについて大きな
動作角が確保できる。そして、回動アームの両側に平行
のリンクバーを設けたので回動アームの剛性が高くなっ
てアームのスリム化ができると共に、旋回アームの駆動
源を回動アームの回動中心に置いたこととにより高精度
の高速動作が実現でき、全体構成もシンプルにまとめる
ことができる。

〔実施例〕

第１図および第２図は、本考案の回動・旋回アーム駆動
装置１を水平多関節型産業用ロボットに組み込んだ実施
例を示している。

本考案の回動・旋回アーム駆動装置１は、例えば水平方
向の回動アーム（支持軸２、前後のハウジング21、22か
ら成る）とその先の旋回アーム３との間に組み込まれて
いる。

回動アームは、支持軸２の両端にハウジング21、22が固
定された構成で、基端側のハウジング21が減速機13の出
力軸14に固定されて回動するようになっている。ハウジ
ング21の中間（回動アームの基端寄り）には駆動側の回
転軸６が回転自在に支持されている。また先端のハウジ
ング22に回転自在に支持した従動側の回転軸に旋回アー
ムを固定してある。なお、減速機13は、これに連結され
たモータ等の第１の駆動源15とともに基台16の内部に組
み込まれている。即ち、駆動源15と回動アームが回転結
合している。

そして、旋回アーム３を駆動するモータ等の第２の駆動
源７およびそれに連結された減速機17は出力軸14の延長
上でハウジング21に固定してあり、減速機17の出力軸に
出力ギヤ18が固定してある。出力ギヤ18は回転軸６に固
定したギヤ19とかみあっており、駆動源７の回転を回転
軸６に伝達する。即ち、駆動源７と回転軸６が回転結合
している。

そして、回転軸６、10は、それぞれ両端側すなわち上端
および下端部分で回転方向に位相のずれたレバー８、
９、11、12を一体的に形成してあり、回転軸６、10と平
行なピン23、24、25、26によりそれぞれ支持軸２と平行
（回動アームと平行）なリンクバー４、５の先端に対し
回転自在に連結さている。

このようにして、支持軸２、リンクバー４、５およびレ
バー８、９、11、12は、支持軸２の両側部分で回転方向
に90度の位相ずれの状態で２つの平行四辺形による平行
リンク機構を構成し、リンクバー４、５は支持軸２の上
下に空間を置いて配置されている。リンクバー４、５お
よびレバー８、９は共通部品となっている。

なお、、旋回アーム３は、先細りのパイプによって構成
されており、先端部分にチャック等の作業具を備えてい
る。

上記の回動・旋回アーム駆動装置は、次のように動作す
る。

すなわち、駆動源15が回転すると、回動アームは減速機
13の出力軸14を中心として水平方向に回動する。このと
き、駆動源７が停止しておれば、旋回アーム３は回動ア
ームに対して相対的に旋回せず、一定の交角のままの状
態にある。

また駆動源７が回転すると、その回転は減速機17で減速
され、出力ギヤ18、ギヤ19を介して駆動側の回転軸６に
伝達され、さらにギヤ側のレバー８、９、リンクバー
４、５およびレバー11、12を介して従動側の回転軸10お
よび旋回アーム３に伝達される。この結果、旋回アーム
３は水平面上で回動アームに対し相対的に旋回し、交角
を変えることになる。

ところで、旋回アーム３が駆動される過程で、例えばレ
バー９、12が第３図に見られるように支持軸２と重なり
合うか、またはその近くにあると、駆動側のレバー９が
所定の方向に回転したとしても、従動側のレバー12は一
時的に停止し、しかもいずれの方向にも回転可能な状態
となるため、その位置は死点であり、同時に思案点でも
ある。しかし、このとき必ず他方のレバー８、11および
リンクバー４が死点（思案点）の位置に無く、駆動側の
レバー８の回転をリンクパー４に対し、最も変位量の大
きな状態でレバー11に伝達できる回転位相にあるため、
旋回アーム３の運動は、死点（思案点）を生じない状態
で、２つの平行リンク機構によって駆動できることにな
る。

しかも、これら２つの平行リンク機構が回動アームを挟
んで異なる側（上下）に設けられており、互いに干渉し
ない位置にあるため、旋回アーム３の旋回角度は、回動
アームに対して大きな範囲に設定できる。

しかも駆動源７などが支持軸２を含む回動アームの回動
中心上に設けられており、回動アームおよび旋回アーム
の運動時の慣性が小さくなる上、支持軸２を挟んで異な
る位置に平行のリンクバー４、５を配置したので回動ア
ームの剛性が高くなって回動アームを簡単・軽量化する
ことができ、構造もシンプルにまとまり、各アームの回
動・旋回運動が軽快、かつ高速で高い位置決め精度の下
に駆動できる。

〔考案の他の実施例〕

上記実施例は、２つのレバー８、９、11、12の位相のず
れを90度に設定しているが、このずれの角度はそれに限
定されるものではない。

また、回動アームおよび旋回アームの運動方向は、実施
例のように水平面に限らず、垂直あるいは傾斜平面上で
あってもよい。

〔考案の効果〕

本考案では、回動アームの先端と基端寄りの中間に回転
軸を有する２つの平行リンク機構が設けてあり、このリ
ンク機構が回転方向に位相のずれた状態で回動アーム側
から旋回アームに回転力を伝達するため、旋回アームの
回転駆動時に死点や思案点が生じず、旋回運動が確実に
規制できる。特に、２つの平行リンク機構が回動アーム
を挟んで両側すなわち異なる側に組み込まれているため
それらが干渉せず、旋回アームの回動角度を大きく設定
できる。また、構成がシンプルにまとまり、回動アーム
の剛性が高くなるので高い位置決め精度の下での駆動が
できる。そして、回動アームの回動中心上に駆動源を配
置して回動での慣性を小さくし、上記のように剛性が高
くなるから回動アームは簡単・軽量化が図れることと相
俟って回動・旋回アーム駆動装置の高速動作が実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案の旋回アーム駆動装置の平面図、第２
図は同装置の垂直断面図、第３図は動作時の平行リンク
機構のスケルトン図である。 １……回動・旋回アーム駆動装置、２……支持軸、３…
…旋回アーム、４、５……リンクバー、６……駆動側の
回転軸、７……駆動源、８、９……レバー、10……従動
側の回転軸、11、12……レバー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】旋回アームと、 この旋回アームを回転自在に先端側回転軸で支持する回
   動アームと、 該回動アームの基端側に位置し、回動アームの回動中心
   と回転結合して回動アームを回動させる第１の駆動源
   と、 上記回動アームの回動中心と上記先端側回転軸との間
   で、回動アームの基端寄りに取り付けた回転軸と、 上記回動アームの回動中心上に位置させ、上記基端寄り
   の回転軸と回転結合して上記旋回アームを旋回させる第
   ２の駆動源と、 上記基端寄りの回転軸の両端側であって回動アームと平
   行に位置する２本のリンクバーと、 上記基端寄りの回転軸と一体で、上記回動アームの両側
   に位置し回転方向に位置のずれた２つのレバーと、 上記先端側回転軸と一体で、上記回動アームの両側に位
   置し回転方向に位置のずれた２つのレバーと、 上記の回動アーム、リンクバー、レバーで２つの平行四
   辺形を形成した回動・旋回アーム駆動装置。