JPH0811381B2 - Robot with reinforcing arm - Google Patents

Robot with reinforcing arm

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Publication number
JPH0811381B2
JPH0811381B2 JP3802587A JP3802587A JPH0811381B2 JP H0811381 B2 JPH0811381 B2 JP H0811381B2 JP 3802587 A JP3802587 A JP 3802587A JP 3802587 A JP3802587 A JP 3802587A JP H0811381 B2 JPH0811381 B2 JP H0811381B2
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JP
Japan
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arm
main arm
reinforcing
robot
main
Prior art date
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Expired - Lifetime
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JP3802587A
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Japanese (ja)
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JPS63207582A (en
Inventor
国成 中島
祥一 丸屋
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はロボットアームの軽量化に伴う剛性の低下を
補うために補強用アームを備えたロボットに関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a robot provided with a reinforcing arm for compensating for the reduction in rigidity due to the weight reduction of a robot arm.

(従来技術) 従来のロボットアームは、荷重に対して撓まないよう
に剛性を持たせるため、太くかつ重いものであった、し
かしながら、ロボットの可搬重量対自重比の向上およ
び、狭い場合での作業性を考慮するとき、ロボットアー
ムの軽量化および寸法の縮小は必須条件である。そこ
で、例えば特開昭61−125786号公報に開示されたロボッ
トアームでは、負荷を受け持たないサブアームを主アー
ムに並設し、主アームの撓みによるサブアームとの相対
位置の変化を検出し、この検出量を主アーム駆動装置の
制御信号に補正信号として入力して、主アーム先端の位
置決めを行なっている。
(Prior Art) A conventional robot arm is thick and heavy in order to have rigidity so as not to bend with respect to a load. However, in the case where the robot's weight-to-weight ratio is improved and the robot arm is narrow, Considering the workability of, the weight reduction and size reduction of the robot arm are essential conditions. Therefore, for example, in the robot arm disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 61-125786, a sub-arm that does not receive a load is installed in parallel with the main arm, and a change in relative position with the sub-arm due to bending of the main arm is detected. The detection amount is input to the control signal of the main arm drive device as a correction signal to position the tip of the main arm.

このようにすれば、原理的には主アームの剛性を高め
ることなしに、主アーム先端の位置決めを精度良く行な
うことができるというものの、実際にはアーム剛性の低
下に伴ってアーム変形量が増大して補正が困難になるた
め、位置精度の低下および振動問題等を惹起するのを免
れなかった。
In this way, in principle, the main arm tip can be accurately positioned without increasing the rigidity of the main arm, but in reality, the arm deformation amount increases as the arm rigidity decreases. As a result, it becomes difficult to make corrections, which inevitably causes a decrease in position accuracy and a vibration problem.

(発明の目的) そこで本発明はアームを軽量化したにもかかわらず所
要の剛性を保つことができるロボットアームを提供する
ことを目的とする。
(Object of the Invention) Therefore, an object of the present invention is to provide a robot arm capable of maintaining a required rigidity despite the weight reduction of the arm.

(発明の構成) 本発明によるロボットは、主アームの撓みを抑制する
ために主アームに並設された補強用アームと、この補強
用アームを主アームとほぼ平行に保持する保持部材とを
有し、この保持部材は、主アームの外周に、この主アー
ムに対して同軸的に回動可能に設けられている。さらに
主アームの撓み方向を検出するための撓み方向検出手段
と、この検出手段で検出された主アームの撓み方向に対
応して保持部材を回動し、補強用アームをそれが主アー
ムの撓みを抑制しうる位置まで上記主アームの外周に沿
って移動させる駆動手段とを備えている。
(Structure of the Invention) A robot according to the present invention includes a reinforcing arm that is provided in parallel with the main arm in order to suppress bending of the main arm, and a holding member that holds the reinforcing arm substantially parallel to the main arm. However, this holding member is provided on the outer periphery of the main arm so as to be coaxially rotatable with respect to the main arm. Further, the bending direction detecting means for detecting the bending direction of the main arm and the holding member corresponding to the bending direction of the main arm detected by the detecting means are rotated to cause the reinforcing arm to bend the main arm. Drive means for moving along the outer periphery of the main arm to a position where the above can be suppressed.

(発明の効果) 本発明によれば、主アームの撓み方向に対応して補強
用アームが直ちに主アームの撓みを抑制しうる位置に移
動するように構成されているから、軽量かつ高剛性のロ
ボットアームを得ることができる。
(Effect of the Invention) According to the present invention, since the reinforcing arm is configured to immediately move to the position where the bending of the main arm can be suppressed in accordance with the bending direction of the main arm, it is lightweight and highly rigid. You can get a robot arm.

(実 施 例) 以下本発明の一実施例について図面を参照して詳細に
説明する。
Embodiment An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

第1図はロボットの全体図、第2図はそのアーム部を
示す。1は主アーム、2はアームハンド、3はアームハ
ンド駆動軸を兼ねる補強用アームである。この補強用ア
ーム3は、主アーム1の外周にその軸線方向に所定の間
隔をおいて設けられためがね型保持部材4a,4bに保持さ
れて主アーム1とほぼ平行に設けられているが、保持部
材4a、4bは、第3図に示すように、ベアリング5を介し
て主アーム1の外周に同軸的に回動可能に設けられ、か
つ円錐形ベアリング6を介して補強用アーム3を回動可
能に支持している。そしてこの保持部材4a、4bの外周に
は所定の角度範囲に亘ってそれぞれギア7a、7bが形成さ
れ、これらギア7a、7bに、モータ8によって回転駆動さ
れる方向制御用駆動軸9に設けられたギア10a、10bがそ
れぞれ噛み合わされて、保持部材4a、4bはモータ8によ
って主アーム1と同軸的に回動されるように構成され、
この保持部材4a、4bの回動に伴って補強用アーム3の主
アーム1に対する方向が制御されるように構成されてい
る。上記方向制御用駆動軸9は主アーム1に固定された
軸受11a、11bに支承されている。
FIG. 1 shows an overall view of the robot, and FIG. 2 shows its arm. Reference numeral 1 is a main arm, 2 is an arm hand, and 3 is a reinforcing arm that also serves as an arm hand drive shaft. The reinforcing arm 3 is provided on the outer periphery of the main arm 1 at predetermined intervals in the axial direction thereof and is held by eyeglass-shaped holding members 4a and 4b so as to be provided substantially parallel to the main arm 1. As shown in FIG. 3, the holding members 4a and 4b are coaxially rotatably provided on the outer periphery of the main arm 1 via a bearing 5 and rotate the reinforcing arm 3 via a conical bearing 6. It supports movably. Gears 7a and 7b are respectively formed on the outer circumferences of the holding members 4a and 4b over a predetermined angle range, and the gears 7a and 7b are provided on a direction control drive shaft 9 which is rotationally driven by a motor 8. The gears 10a and 10b are meshed with each other, and the holding members 4a and 4b are configured to be rotated coaxially with the main arm 1 by the motor 8.
The direction of the reinforcing arm 3 with respect to the main arm 1 is controlled in accordance with the rotation of the holding members 4a and 4b. The direction control drive shaft 9 is supported by bearings 11a and 11b fixed to the main arm 1.

一方、アームハンド駆動軸を兼ねる補強用アーム3に
は、その両端位置にギア12a、12bが取付けられており、
先端側のギア12aはアームハンド駆動用ギアであり、ア
ームハンド2に取付けられたギア13に噛み合っている。
また基端側のギア12bは、第4図に示すようにベアリン
グ14を介して主アーム1の外周に回動可能に設けられた
アイドラギア15に噛み合っている。このアイドラギア15
にはアームハンド駆動軸16に取付けられたギア17が噛み
合っている。したがってアームハンド駆動軸16の回転
は、ギア17→アイドラギア15→ギア12b→補強用アーム
3→ギア12a→ギア13を介してアームハンド2に伝達さ
れるようになっている。
On the other hand, the reinforcing arm 3 also serving as the arm hand drive shaft is provided with gears 12a and 12b at both end positions thereof,
The gear 12a on the tip end side is a gear for driving the arm hand, and meshes with the gear 13 attached to the arm hand 2.
Further, the gear 12b on the base end side meshes with an idler gear 15 rotatably provided on the outer periphery of the main arm 1 via a bearing 14 as shown in FIG. This idler gear 15
A gear 17 attached to the arm-hand drive shaft 16 meshes with the. Therefore, the rotation of the arm hand drive shaft 16 is transmitted to the arm hand 2 through the gear 17, the idler gear 15, the gear 12b, the reinforcing arm 3, the gear 12a, and the gear 13.

さらに主アーム1の外周面には、ストレンゲージのよ
うな歪センサ18が複数個取付けられており、これら歪セ
ンサ18の出力信号は増幅器19で増幅された後モータ制御
回路20に送られる。モータ制御回路20では、複数個の歪
センサ18から送られる信号を解析し、主アーム1に対し
荷重の加わっている方向を検出する。そしてその荷重の
加わっている方向と主アーム1からみた補強用アーム3
の方向とが一致するようにモータ8を駆動して保持部材
12a、12aを回動し、補強用アーム3を主アーム1の外周
に沿って移動させる。これにより主アーム1、補強用ア
ーム3および保持部材12aまたは12bのなす長方形が荷重
方向と平行になり、断面2次モーメントが増大してアー
ム強度が向上し、主アーム1の撓みが抑制される。なお
補強用アーム3が主アーム1の外周の何れの位置に移動
しても、ギア17とギア13との相対座標は変化することが
ないから、アームハンド駆動用モータの位置補正をする
必要はない。
Further, a plurality of strain sensors 18 such as strain gauges are attached to the outer peripheral surface of the main arm 1, and the output signals of these strain sensors 18 are amplified by an amplifier 19 and then sent to a motor control circuit 20. The motor control circuit 20 analyzes the signals sent from the plurality of strain sensors 18 and detects the direction in which the load is applied to the main arm 1. And the reinforcing arm 3 viewed from the direction in which the load is applied and the main arm 1.
The holding member by driving the motor 8 so that the direction of
The reinforcing arms 3 are moved along the outer periphery of the main arm 1 by rotating 12a, 12a. As a result, the rectangle formed by the main arm 1, the reinforcing arm 3 and the holding member 12a or 12b becomes parallel to the load direction, the second moment of area increases, the arm strength improves, and the bending of the main arm 1 is suppressed. . The relative coordinates of the gear 17 and the gear 13 do not change even if the reinforcing arm 3 moves to any position on the outer circumference of the main arm 1. Therefore, it is not necessary to correct the position of the arm hand driving motor. Absent.

次に第5図は方向制御用モータ8の制御回路を示すブ
ロック図で、第6図はその制御の流れを示すフローチャ
ートである。
Next, FIG. 5 is a block diagram showing the control circuit of the direction control motor 8, and FIG. 6 is a flow chart showing the control flow.

第6図のステップS1においては、歪センサ18の出力に
もとづいて主アーム1に加わっている主応力方向を決定
する。次のステップS2において、モータ8の回動位置を
示すエンコーダ21の出力から補強用アーム3の現在位置
を参照し、次のステップS3において、補強用アーム3の
移動方向と移動角度を決定し、記憶装置22に記憶する。
次のステップS4で記憶装置22に記憶された補強用アーム
の移動方向と移動角度を読み出してモータ8を駆動す
る。モータ8の回動位置はエンコーダ21でコード化され
る。次のステップS5では、歪センサ18の出力から、現在
の主応力方向を決定し、この主応力方向と補強用アーム
3の位置とが一致したか歪かをステップS6で判定し、こ
の判定がYESであれば制御を終了し、NOであればステッ
プS1に戻り、上述のフローを反復する。
In step S1 of FIG. 6, the main stress direction applied to the main arm 1 is determined based on the output of the strain sensor 18. In the next step S2, the current position of the reinforcing arm 3 is referred to from the output of the encoder 21 indicating the rotational position of the motor 8, and in the next step S3, the moving direction and the moving angle of the reinforcing arm 3 are determined. It is stored in the storage device 22.
In the next step S4, the moving direction and the moving angle of the reinforcing arm stored in the storage device 22 are read to drive the motor 8. The rotation position of the motor 8 is coded by the encoder 21. In the next step S5, the current principal stress direction is determined from the output of the strain sensor 18, and it is determined in step S6 whether this principal stress direction and the position of the reinforcing arm 3 match or not. If YES, the control is ended, and if NO, the process returns to step S1 and the above-described flow is repeated.

以上が本発明による補強用アームを有するロボットの
一例構成およびその動作の説明であるが、本実施例によ
れば、アームハンド駆動軸を効果的に補強用アームとし
て機能させることができ、軽量かつ高剛性のロボットア
ームを得ることができる。
The above is a description of an example configuration and operation of a robot having a reinforcing arm according to the present invention. According to the present embodiment, the arm hand drive shaft can effectively function as a reinforcing arm, and it is lightweight and A highly rigid robot arm can be obtained.

【図面の簡単な説明】 第1図は本発明を実施したロボットの全体図、第2図は
そのロボットアームの斜視図、第3図および第4図はそ
れぞれ第2図のIII−III線およびIV−IV線に沿った縦断
面図、第5図は制御回路のブロック図、第6図はフロー
チャートである。 1……主アーム、2……アームハンド 3……補強用アーム、4a、4b……保持部材 7a、7b、10a、10b、12a、12b、13、17……ギア 8……モータ、9……方向制御用駆動軸 15……アイドラギア 16……アームハンド駆動軸 18……歪センサ、20……モータ制御回路
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an overall view of a robot embodying the present invention, FIG. 2 is a perspective view of its robot arm, and FIGS. 3 and 4 are lines III-III and FIG. FIG. 5 is a block diagram of the control circuit, and FIG. 6 is a flow chart. 1 ... Main arm, 2 ... Arm hand 3 ... Reinforcing arm, 4a, 4b ... Holding member 7a, 7b, 10a, 10b, 12a, 12b, 13, 17 ... Gear 8 ... Motor, 9 ... … Direction control drive shaft 15 …… Idler gear 16 …… Arm hand drive shaft 18 …… Strain sensor, 20 …… Motor control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ロボットの主アームの撓みを抑制するため
に主アームに並設された補強用アームと、 上記主アームの外周に、この主アームに対して同軸的に
回動可能に設けられて、上記補強用アームを上記主アー
ムとほぼ平行に保持する保持部材と、 上記主アームの撓み方向を検出するための撓み方向検出
手段と、 この検出手段で検出された上記主アームの撓み方向に対
応して上記保持部材を回動し、上記補強用アームを、こ
の補強用アームが上記主アームの撓みを抑制しうる位置
まで上記主アームの外周に沿って移動させる駆動手段と
を備えていることを特徴とする補強用アームを有するロ
ボット。
1. A reinforcing arm provided in parallel with a main arm of the robot for suppressing bending of the main arm, and provided on the outer periphery of the main arm so as to be coaxially rotatable with respect to the main arm. A holding member for holding the reinforcing arm substantially parallel to the main arm, a bending direction detecting means for detecting a bending direction of the main arm, and a bending direction of the main arm detected by the detecting means. And driving means for rotating the holding member in response to the movement of the reinforcing arm along the outer circumference of the main arm to a position where the reinforcing arm can suppress the bending of the main arm. A robot having a reinforcing arm.
JP3802587A 1987-02-23 1987-02-23 Robot with reinforcing arm Expired - Lifetime JPH0811381B2 (en)

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