JPH08108390A - ロボットのアーム装置 - Google Patents

ロボットのアーム装置

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Publication number
JPH08108390A
JPH08108390A JP24502394A JP24502394A JPH08108390A JP H08108390 A JPH08108390 A JP H08108390A JP 24502394 A JP24502394 A JP 24502394A JP 24502394 A JP24502394 A JP 24502394A JP H08108390 A JPH08108390 A JP H08108390A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
arm device
shaft body
arm
hollow shaft
movable plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP24502394A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Jinno
誠 神野
Shinzo Kanda
眞三 神田
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.)
Toshiba Corp
Shibaura Machine Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Machine Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Machine Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP24502394A priority Critical patent/JPH08108390A/ja
Publication of JPH08108390A publication Critical patent/JPH08108390A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転駆動用モータの容量を低減すると共に、
これに応じて伸縮駆動用モータの容量を低減し、それら
の応答性を高めて操作性に優れたロボットのアーム装置
を提供すること。 【構成】 ボックス状のアーム装置本体1と、アーム装
置本体1に固定装着された直動軸受け部材5に軸線方向
に移動可能に係合した中空軸体7と、中空軸体7より自
身の中心軸線周りに回転可能に支持されて中空軸体7の
中空部を軸線方向に貫通しアーム先端側の端部17に作
動部を装着される回転軸体11と、前記アーム装置本体
内にて前記中空軸体に固定接続された可動板21とを設
け、回転軸体11は可動板21に搭載した回転駆動用モ
ータにより回転駆動し、中空軸体7は伸縮駆動用モータ
により回転駆動される送りねじ機構29、31により軸
線方向駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットなどの
ロボットのアーム装置に関し、特に回転かつ伸縮自在な
アーム装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】産業用ロボットは、図4に示されている
ように、ベース101上に旋回台103を有し、旋回台
103上にコラム105が立設され、コラム105にア
ーム装置107を上下動可能に有している。アーム装置
107はアーム装置本体109より突出して自身の中心
軸線周りに回転かつ軸線方向に伸縮自在なアーム111
を有し、アーム111の先端部に加工用工具やハンド等
を備えた手首装置等の作動部113が取り付けられる。
【0003】従来のアーム装置107は、図5に示され
ているように、アーム111として中実のボールスプラ
イン軸を使用し、アーム装置本体109に軸受け115
によって回転可能に取り付けられた二組のボールスプラ
イン外筒117によってアーム111を軸線方向に移動
可能に支持している。アーム装置本体109内にはアー
ム111の端部を回転可能に支持する可動板119が設
けられ、可動板119に搭載された回転駆動用サーボモ
ータ121によってアーム111をボールスプライン外
筒117ごと回転駆動し、またアーム装置本体109内
にはアーム111の軸線方向と同方向に延在する送りね
じ123が自身の中心軸線周りに回転可能に設けられ、
送りねじ123には可動板119に設けられた送りナッ
ト125が螺合し、アーム装置本体109に取り付けら
れた伸縮駆動用サーボモータ127によって送りねじ1
23を回転駆動するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】アーム111は、最大
量繰り出された状態で、手首装置などの作動部113を
所要の位置精度をもって保持する必要により、比較的高
い剛性を要求され、この要求を満たすためにアーム11
1は比較的大径で、重量物になる。
【0005】このため、回転駆動用サーボモータ121
と伸縮駆動用サーボモータ127は、共に外部負荷に比
較して大容量のサーボモータを必要とし、また応答性が
劣る欠点がある。
【0006】本発明は、上述の如き問題点に着目してな
されたものであり、二つのモータのうち、特に回転駆動
用モータの容量を低減すると共に、これに応じて伸縮駆
動用モータの容量を低減し、それらの応答性を高めて操
作性に優れたロボットのアーム装置を提供することを目
的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述の如き目的を達成す
るため、本発明によるロボットのアーム装置は、ボック
ス状のアーム装置本体と、前記アーム装置本体に固定装
着された直動軸受け部材に軸線方向に移動可能に係合し
軸線方向の移動により前記アーム装置本体よりの伸長量
を変化する中空軸体と、前記中空軸体より自身の中心軸
線周りに回転可能に支持されて当該中空軸体の中空部を
軸線方向に貫通しアーム先端側の端部に手首装置などの
作動部を装着される回転軸体と、前記アーム装置本体内
に固定され前記中空軸体の軸線方向と同方向に延在する
リニアガイド部材と、前記アーム装置本体内にて前記中
空軸体に固定接続され前記リニアガイド部材に移動自在
に係合する可動板と、前記アーム装置本体より自身の中
心軸線周りに回転可能に支持され前記アーム装置本体内
にて前記中空軸体の軸線方向と同方向に延在する送りね
じと、前記可動板に固定装着され前記送りねじと螺合す
る送りナットと、前記可動板に搭載され前記回転軸体と
駆動連結されて前記回転軸体を回転駆動する回転駆動用
モータと、前記アーム装置本体内に装着され前記送りね
じと駆動連結されて前記送りねじを回転駆動する伸縮駆
動用モータとを有していることを特徴としている。
【0008】また本発明によるロボットのアーム装置に
おいては、前記可動板はアーム先端側の端部とは反対側
の端部にて前記中空軸体に固定接続され、前記回転駆動
用モータは前記可動板のアーム先端側の面部に装着さ
れ、前記伸縮駆動用モータはアーム先端側と同じ側に端
部近傍にてアーム装置本体内に設けられたモータ取付板
のアーム先端側とは反対側の面部に装着され、前記回転
駆動用モータと前記伸縮駆動用モータとは前記中空軸体
の軸線に直交する平面で見て互いに干渉しない異なった
位置に配置されていることを詳細な特徴としている。
【0009】
【作用】上述の如き構成によれば、回転駆動用モータに
よって回転軸体が回転駆動され、この回転により回転軸
体のアーム先端側の端部に装着されている手首装置など
の作動部が回転変位する。この場合、回転駆動用モータ
は中空軸体より小径の回転軸体を回転駆動する容量のも
のであればよい。
【0010】伸縮駆動用モータによって送りねじが回転
駆動されることにより中空軸体が回転軸体と共に軸線方
向に移動し、この移動により回転軸体のアーム先端側の
端部に装着されている手首装置などの作動部が軸線方向
に変位する。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。
【0012】図1〜図3は本発明によるロボットのアー
ム装置の一実施例を示している。これらの図において、
符号1はボックス状のアーム装置本体を示している。ア
ーム装置本体1のアーム先端側の端壁部3には直動軸受
け部材であるボールスプライン外筒5が固定装着されて
いる。
【0013】ボールスプライン外筒5には中空のボール
スプライン軸7が軸線方向にのみ、即ち図1、図2にて
左右方向にのみ移動可能に係合しており、ボールスプラ
イン軸7はこの軸線方向の移動によりアーム装置本体1
よりの伸長量を変化する。
【0014】ボールスプライン軸7の中空部9には回転
軸体11が軸線方向に貫通する態様にて挿入されてい
る。回転軸体11は、ボール軸受け13によってボール
スプライン軸7より軸線方向の移動を禁止された態様に
て、自身の中心軸線周りに回転可能に支持されており、
減速器15を介してボールスプライン軸7よりアーム先
端側に突出した先端部に手首装置などの作動部を装着さ
れる取付板17を有している。
【0015】アーム装置本体1内にはボールスプライン
軸7の軸線方向と同方向に延在するリニアガイド部材1
9が取り付けられている。
【0016】アーム装置本体1内に位置するボールスプ
ライン軸7の後端部、即ちアーム先端側とは反対側の端
部には、可動板21が固定接続されている。可動板21
は、スライド部23にてリニアガイド部材19に摺動可
能に係合し、ボールスプライン外筒5と共にボールスプ
ライン軸7の軸線方向移動を案内する。
【0017】アーム装置本体1内にはブラケット25、
27によってボールスプライン軸7の軸線方向と同方向
にボールスプライン軸7と平行に延在するボールねじ2
9が自身の中心軸線周りに回転可能に支持されている。
【0018】可動板21にはボールねじ29と螺合する
ボールナット31が固定装着されている。これによりボ
ールねじ29の回転によって可動板21と共にボールス
プライン軸7が軸線方向移動する。
【0019】アーム装置本体1内に位置する回転軸体1
1の後端部、即ちアーム先端側とは反対側の端部は、ボ
ールスプライン軸7の後端部より後方へ突出しており、
この突出端にはタイミングプーリ33が取り付けられて
いる。可動板21のアーム先端側の面部、即ち図2にお
いて右側の面部には回転駆動用サーボモータ35が取り
付けられている。回転駆動用サーボモータ35の出力軸
37にはタイミングプーリ39が取り付けられており、
タイミングプーリ39と33とは無端のタイミングベル
ト41により駆動連結されている。
【0020】ボールねじ29のアーム先端側の端部には
タイミングプーリ43が取り付けられている。アーム装
置本体1内のアーム先端側と同じ側の端部近傍、即ち端
壁部3の近傍には、モータ取付板45が固定装着されて
いる。モータ取付板45のアーム先端側とは反対側の面
部、即ち図2において左側の面部には伸縮駆動用サーボ
モータ47が取り付けられている。伸縮駆動用サーボモ
ータ47の出力軸49にはタイミングプーリ51が取り
付けられており、タイミングプーリ51と43とは無端
のタイミングベルト53により駆動連結されている。
【0021】回転駆動用サーボモータ35と伸縮駆動用
サーボモータ47とは、図2に示されているように、背
中合わせにアーム装置本体1の内方に配置され、干渉を
避けるため、図3に示されているように、回転駆動用サ
ーボモータ35と伸縮駆動用サーボモータ47とはボー
ルスプライン軸7の軸線に直交する平面で見て互いに上
下に異なった位置に配置されている。
【0022】上述の如き構成によれば、回転駆動用モー
タ35によって回転軸体11が回転駆動され、この回転
により回転軸体11の取付板17に装着される手首装置
などの作動部が回転変位する。
【0023】伸縮駆動用モータ47によって送りねじ2
9が回転駆動されることにより、ボールスプライン軸7
が、可動板21、回転軸体11と共に軸線方向に移動
し、この移動により回転軸体11の取付板17に装着さ
れる手首装置などの作動部が軸線方向に変位する。
【0024】この場合、回転駆動用サーボモータ35
は、ボールスプライン軸7より小径で、軽量の回転軸体
11を回転駆動する容量のものであればよいから、この
モータの容量は従来に比して小さくてよく、またこれに
伴いアーム回転駆動の応答性が向上する。
【0025】回転駆動用サーボモータ35が容量低減に
より小型軽量化されるから、伸縮駆動用サーボモータ4
7の容量も従来に比して小さくてよくなり、これに伴っ
てアーム伸縮駆動も応答性も向上する。
【0026】ボールスプライン軸7はホールスプライン
外筒5より支持されてアーム装置本体1に対して軸線方
向にのみ移動可能であればよいから、これがアーム装置
本体に対して回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持さ
れる従来型のものに比して支持精度が向上し、またモー
メント剛性を低減することなくボールスプライン外筒5
等による直動軸受け部材の軸長を小さくすることが可能
になる。
【0027】また回転駆動用サーボモータ35と伸縮駆
動用サーボモータ47とが背中合わせにアーム装置本体
1の内方に配置されることによってアーム装置本体1内
の空間が有効に作用され、アーム装置本体1の軸長がア
ームの最大繰り出し量に対して不必要に長くなることが
なく、アーム装置本体の小型軽量化が図られ、またこれ
に伴ってアーム動作の応答性も向上し、ロボットの操作
性が向上する。
【0028】以上に於ては、本発明を特定の実施例につ
いて詳細に説明したが、本発明は、これに限定されるも
のではなく、本発明の範囲内にて種々の実施例が可能で
あることは当業者にとって明らかであろう。
【0029】
【発明の効果】以上の説明から理解される如く、本発明
によるロボットのアーム装置によれば、回転駆動用モー
タは、中空軸体(ボールスプライン軸)より小径で、軽
量の回転軸体を回転駆動する容量のものであればよいか
ら、回転駆動用モータの容量を従来に比して大幅に低減
することができ、これに伴いアーム回転駆動の応答性が
向上する。
【0030】この回転駆動用モータの容量低減により、
回転駆動用モータが小型軽量化され、このことによって
伸縮駆動用モータの容量も従来に比して低減することが
でき、これに伴いアーム伸縮駆動の応答性も向上する。
【0031】中空軸体はアーム装置本体に対して軸線方
向にのみ移動可能であればよいから、これがアーム装置
本体に対して回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持さ
れる従来型のものに比して支持精度が向上し、またモー
メント剛性を低減することなくボールスプライン外筒等
よる直動軸受け部材の軸長を小さくすることが可能にな
る。
【0032】また回転駆動用モータと伸縮駆動用モータ
とが背中合わせにアーム装置本体の内方に配置されるこ
とによってアーム装置本体内の空間が有効に利用され、
アーム装置本体の軸長がアームの最大繰り出し量に対し
て不必要に長くなることがなく、アーム装置全体の小型
軽量化が図られ、またこれに伴ってアーム動作の応答性
も向上し、ロボットの操作性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるロボットのアーム装置の一実施例
を示す縦断面図である。
【図2】図1の線A−Aに沿った断面図である。
【図3】図1の線B−Bに沿った断面図である。
【図4】本発明によるアーム装置が適用されるロボット
の一例を示す正面図である。
【図5】従来のロボットのアーム装置の一例を示す縦断
面図である。
【符号の説明】
1 アーム装置本体 5 ボールスプライン外筒 7 ボールスプライン軸 11 回転軸体 17 取付板 19 リニアガイド部材 21 可動板 29 ボールねじ 31 ボールナット 35 回転駆動用サーボモータ 47 伸縮駆動用サーボモータ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ボックス状のアーム装置本体と、 前記アーム装置本体に固定装着された直動軸受け部材に
    軸線方向に移動可能に係合し、軸線方向の移動により前
    記アーム装置本体よりの伸長量を変化する中空軸体と、 前記中空軸体より自身の中心軸線周りに回転可能に支持
    されて当該中空軸体の中空部を軸線方向に貫通し、アー
    ム先端側の端部に手首装置などの作動部を装着される回
    転軸体と、 前記アーム装置本体内に固定され、前記中空軸体の軸線
    方向と同方向に延在するリニアガイド部材と、 前記アーム装置本体内にて前記中空軸体に固定接続さ
    れ、前記リニアガイド部材に移動自在に係合する可動板
    と、 前記アーム装置本体より自身の中心軸線周りに回転可能
    に支持され、前記アーム装置本体内にて前記中空軸体の
    軸線方向と同方向に延在する送りねじと、 前記可動板に固定装着され、前記送りねじと螺合する送
    りナットと、 前記可動板に搭載され、前記回転軸体と駆動連結されて
    前記回転軸体を回転駆動する回転駆動用モータと、 前記アーム装置本体内に装着され、前記送りねじと駆動
    連結されて前記送りねじを回転駆動する伸縮駆動用モー
    タと、 を有していることを特徴とするロボットのアーム装置。
  2. 【請求項2】 前記可動板はアーム先端側の端部とは反
    対側の端部にて前記中空軸体に固定接続され、前記回転
    駆動用モータは前記可動板のアーム先端側の面部に装着
    され、前記伸縮駆動用モータはアーム先端側と同じ側に
    端部近傍にてアーム装置本体内に設けられたモータ取付
    板のアーム先端側とは反対側の面部に装着され、前記回
    転駆動用モータと前記伸縮駆動用モータとは前記中空軸
    体の軸線に直交する平面で見て互いに干渉しない異なっ
    た位置に配置されていることを特徴とするロボットのア
    ーム装置。
JP24502394A 1994-10-11 1994-10-11 ロボットのアーム装置 Pending JPH08108390A (ja)

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JP24502394A JPH08108390A (ja) 1994-10-11 1994-10-11 ロボットのアーム装置

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JP24502394A JPH08108390A (ja) 1994-10-11 1994-10-11 ロボットのアーム装置

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JPH08108390A true JPH08108390A (ja) 1996-04-30

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ID=17127432

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JP24502394A Pending JPH08108390A (ja) 1994-10-11 1994-10-11 ロボットのアーム装置

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JP (1) JPH08108390A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105269560A (zh) * 2015-11-03 2016-01-27 深圳市福士工业科技有限公司 一种新型的水平多关节机械手的zr轴组件

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