JPH08243972A - 多自由度関節を備えた産業用ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 産業用ロボットの運動自由度を増加させて目
的位置への経路の選択自由度を高め、障害物回避を可能
にすること。 【構成】 相互に異なる少なくとも３つの運動自由度を
有し、かつ、その１つの運動自由度は一平面内で関節２
０、４０の構造要素を成す関節子１６、３を１８０度以
上に渡って枢動運動を可能にし、かつ３つの運動を内蔵
した駆動源モータ４２ａ〜４２ｃによって安定した支持
状態のもとに駆動する構造とし、かつ、ロボット制御装
置ＲＣから駆動源モータの作動を制御可能にした構成の
関節２０、４０を備えることにより、動作自由度を向上
させ、ロボット機体の先端を目的位置へ機械的な干渉を
起こすことなく到達可能にした構成にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業用ロボットに関
し、特に、多自由度関節を少なくとも１つ備えることに
より、エンドエフェクタを所望の目的位置に到達させる
ための動作経路の選択自由度を向上させ、該目的位置へ
の到達過程における他の構造物等との干渉を回避するこ
とが可能な多自由度関節を備えた産業用ロボットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多関節型産業用ロボットが多用されてい
ることは周知である。この多関節型産業用ロボットは、
ロボット胴、ロボットアーム、ロボット手首等をロボッ
ト可動要素とし、これらの可動要素間を関節により枢動
結合することによってロボット手首の先端に装着される
エンドエフェクタを所望の目的地点に到達させて所望の
プログラムに従う作業を遂行させる構造を備えた複数の
関節を有する産業用ロボットである。

【０００３】ロボット手首の先端に装着されるエンドエ
フェクタは多種に渡り、工作機械へのワークの供給や加
工済みワークの受取等を行うハンド型のエンドエフェク
タ、目的位置間で物品の把持、搬送を行う掴み手段型の
エンドエフェクタ、溶接作業又はバリ取り等の研削作業
等を行う工具型のエンドエフェクタ等が従来から汎用さ
れている。このようなエンドエフェクタにおいて、例え
ば、工作機械と協動する産業用ロボットに用いるエンド
エフェクタは工作機械の主軸との間で工具交換を遂行す
る過程や、ワークテーブルやチャック装置との間でワー
クの授受を行う過程で一位置から他位置へ工具やワーク
を搬送する搬送経路上では、最も効率良く、迅速に目的
位置へ到達することが要請される。然しながら、一般的
にロボット機体の先端のエンドエフェクタがロボット動
作によって通過する最短経路上には多くは他の構造物や
機器類か複雑に配置されている等から、これらと干渉す
ることなく目的位置に達することは困難であり、必然的
にロボット機体側で干渉対象を回避する機能を有するこ
とが要請される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】然しながら、従来の産
業用多関節型ロボットでは、各関節が回転枢動の自由度
以外には、たかだか所定の直線移動ができると言う１自
由度を有する程度であることから、複数の関節における
動作を総合的に駆使しても干渉を回避しつつ効率良く目
的位置に到達する経路を取り得ない場合が多い。

【０００５】依って、本発明の主目的は、産業用ロボッ
トの関節における自由度を従来よりも向上させることに
よって、ロボット先端が目的位置に到達するための経路
における他の構造物や機器類等の干渉を回避し、ひいて
は効率の良い動作経路を教示し、制御することが可能な
多自由度関節を有した産業用ロボットを提供せんとする
ものである。

【０００６】本発明の他の目的は、近時、精密機器類の
アクチュエータとして実用化された超音波モータを関節
における駆動源と支持手段として内蔵し、関節の動作自
由度を向上させることに成功した多自由度関節を有した
産業用ロボットを提供せんとするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上述の目的に鑑みて、本
発明は、産業用ロボットの機体に少なくとも相互に異な
る３つの運動自由度を有し、かつ、その１つの運動自由
度は１つの平面内で関節の構造要素を成す関節子を１８
０度以上に渡って枢動可能にし、しかもこれらの３つの
運動を内蔵された駆動源によって安定した支持状態のも
とに駆動可能にすると共に、ロボット制御装置から制御
可能にした構成の関節を少なくとも１つ備えることによ
り、ロボット可動要素の動作自由度を向上させ、ロボッ
ト可動要素の先端に装着したエンドエフェクタを目的位
置へ機械的な干渉を起こすことなく到達可能にした構造
を備える多自由度関節を有した産業用ロボットを構成し
たものである。

【０００８】即ち、本発明の解決手段によれば、少なく
とも１つの関節と１つのロボット可動要素とを備え、該
ロボット可動要素の最先端を所望の目的位置に向けてロ
ボット動作を指令、遂行させ得る多自由度関節を備えた
産業用ロボットにおいて、前記関節は、相対動作が可能
な１対の第１、第２関節子を備えてなり、該第１関節子
に対して該第２関節子は、（イ）第１の平面内で１８０
度以上の第１の相対枢動と、（ロ）該第１平面に対して
垂直な第２平面内で所定の角度の第２の相対枢動と、
（ハ）前記第１関節子に対して１つの軸心回りの回動と
の多自由度動作が可能に構成された多自由度関節を備え
た産業用ロボットを提供するものである。

【０００９】好ましくは、上記第１関節子、第２関節子
を有して成る上記関節は、該第１関節子に対して該第２
関節子を機械的に支持すると共に、上記第１、第２相対
枢動と上記回動の夫々の動作の動作駆動源を形成する超
音波モータ手段を内蔵して構成されている多自由度関節
を備えた産業用ロボットを提供するものである。また、
好ましくは、上記の第１、第２関節子における一方の関
節子は、球体を具備してなり、他方の関節子は、該球体
と略相補的な凹球面を有した駒要素を具備して構成され
る。また、同駒要素は、圧電素子を備えて超音波モータ
手段のステータ手段を構成し得るものであり、このと
き、上記球体は、超音波モータ手段のロータを構成す
る。

【００１０】

【作用】上述した構成を有する多自由度関節を有した産
業用ロボットは、上記ロボット可動要素の先端にエンド
エフェクタを装着、具備することにより、一位置から他
の目的位置へ向かう過程で、少なくとも３つの自由度を
有した関節における関節動作を駆使することにより、従
来の多関節型産業ロボットとは異なり、運動経路を自在
に選定し、他の構造物や機器類等との機械的な干渉を回
避し、しかも経路選択を介して効率良く、迅速に目的位
置へ到達することが可能となる。

【００１１】しかも、内蔵した超音波モータを駆動源及
び支持装置として備えるために、安定した関節運動を遂
行することができるのである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて、更に詳細
に説明する。図１は、本発明の１実施例に係る多自由度
関節を２つ備えた産業用ロボットの構成を示す斜視図、
図２は、図１に示すロボット機体の１つの多自由度関節
を一部破断して拡大図示した部分正面図、図３は、同多
自由度関節を図２の上方から見た平面図、図４は図２、
図３の５−５矢視から見た側面図、図５は、関節の動作
駆動源を構成する圧電アクチュエータから成る超音波球
面モータのステータ要素として機能する駒要素の構造を
図示した斜視図、図６は図５における６−６線による断
面図、図７は、同駒要素の歯と隙間の構成を説明する部
分斜視図、図８（Ａ）、（Ｂ）は球体と３つの駒要素と
の配置関係と駆動モータの駆動力における回転ベクト
ル、合成ベクトルを説明する略示図である。

【００１３】図１を参照すると、本実施例に係る多自由
度関節を有した産業用ロボットは、ベース１２を基底要
素として備え、このベース１２上に第１の関節２０にお
ける１つの関節子１４の基軸１４ａが固定、取着されて
おり、この基軸１４ａの先端には後述する超音波モータ
のロータを形成する球体１４ｂが一体形成により設けら
れている。

【００１４】また、この第１関節２０は、後述する複数
の自由度（３自由度）からなる動作自由度を有した関節
を構成し、上記関節子１４と協動する他の関節子１６を
有している。同関節子１６は、内部に上記第１関節２０
の球体１４ｂに係合した後述の支持手段及び駆動モータ
のステータ手段（図１に現れない）を備えた中空の関節
鞘体１６ａを備え、該関節鞘体１６ａの外部先端１６ｂ
は第１アーム２２の下端２２ａに固着、結合されてい
る。

【００１５】第１アーム２２の上端２２ｂは第２の関節
３０に結合されており、この第２関節３０は一軸回りの
回動自由度を有した回転関節を構成し、回転軸と回転軸
受要素とにより形成することができる。上記第２関節３
０の回転軸を成す第１関節子３０ａには上記第１アーム
２２の上端２２ｂが結合され、回転軸受要素を成す第２
関節子３０ｂには第２アーム２４の後端２４ａが固着、
結合され、第１、第２アーム２２、２４間における相対
的な回動運動が可能なようになっている。

【００１６】また、第２アーム２４の先端２４ｂは第３
の関節４０に結合されており、この第３の関節４０は、
上記第１関節２０と同様な複数の動作自由度を有する関
節として構成され、上記第２アーム２４の先端２４ｂに
直結した１つの関節子３６と該関節子３６と協動する他
の関節子３４とを具備して構成され、該他の関節子３４
は、球体３４ａと手首軸３４ｂとを具備して構成されて
いる。そして、該手首軸３４ｂの先端側にはねじ筋３４
ｃを有した結合部を有し、所望のエンドエフェクタとの
間でねじ結合が可能な結合部として構成されている。な
お、第３関節４０も第１関節２０と同様に、その第１の
関節子３６は既述した第２関節子３４の球体３４ａと協
動する３つの支持手段及び駆動モータ用ステータ手段
（図示に現れない）を備えており、この支持手段及びス
テータ手段は中空の鞘体３６ａの内部に内蔵されてい
る。又、同鞘体３６ａの後端３６ｂが、第２アーム２４
の先端２４ｂに直結した構成を有している。

【００１７】上述の記載から明らかなように、図１の産
業用ロボットは、第１、第２のロボットアーム２２、２
４と、２つの３自由度関節２０、４０と、回動関節３０
とを備えて構成されており、従って７動作自由度を有す
ることにより、手首軸３４ｂのねじ筋３４ｃにエンドエ
フェクタ（図示なし）を螺合、結合したとき、同エンド
エフェクタに７つの動作自由を与える。つまり、従来の
２つのロボットアームを有し、かつ６軸動作自由度を有
した多関節腕型型産業用ロボットを上回る動作自由度を
有することから、エンドエフェクタを種々の経路によ
り、一位置から他の目的位置に向けて何ら周囲機器類と
機械的干渉を起こすことなく、移動させることができ
る。

【００１８】なお、各第１〜第３の関節２０、３０、４
０は、夫々、ロボット制御装置ＲＣにケーブル、信号線
等を介して接続され、該ロボット制御装置ＲＣの制御指
令に応じて所望の関節動作を遂行する構成を有してい
る。ここで多自由度を有した第１、第３関節２０、４０
における構成を、代表的に第３関節４０に基づいて図２
〜図４を参照して説明する。従って、第１関節２０も実
質的に同じ構成を有するものと理解すれば良く、単に、
同第１関節２０の関節子１４（球体１４ｂ）はベース１
２に対して常時、静止状態を維持する要素である点で第
３関節４０の可動の関節子３４とは異なるものである。

【００１９】さて、図３は図１に示す第３関節４０を倒
立状態で図示した正面図であり、同関節の１つの運動自
由度を示し、図４は図３の関節子３４における鞘体３６
ａ及び球体３４ａを上方から見た平面図であると共に、
同関節の回動自由度を示し、図５は、第３関節４０を図
３及び図４の矢視５−５から見た側面図で同関節の更に
他の１つの運動自由度を示している。

【００２０】さて、図２〜図４を参照すると、第３関節
４０の関節子３４は既述のように、球体３４ａと手首軸
３４ｂとを具備し、他方、他の関節子３６は中空鞘体３
６ａと、該中空鞘体３６ａに取着される共に上記球体３
４ａに球面接触して摺動可能に設けられ、該球体を支持
する支持手段として機能し、同時に後述の駆動モータの
ステータ手段として機能する３つの駒要素４２ａ，４２
ｂ，４２ｃとを備えている。これらの駒要素４２ａ〜４
２ｃは関節子３４の球体３４ａの球径と略等しい球径の
凹球面を球体３４ａに対向させて備え、球体３４ａの球
面上における略等間隔に離隔した３位置で面接触状態で
摺接するように配設されている。従って関節子３４は、
その球体３４ａと上記３つの駒要素４２ａ〜４２ｃとの
面接触を介して他の関節子３５により安定的に摺動自在
に支持されており、周知の自在継手構造に類似した支持
構造に構成されている。

【００２１】然しながら、関節子３６の鞘体３６は、図
３に最も明瞭に図示されるように、略中心に直線状に開
成された開口部３６ｃを備えることにより、関節子３４
の動作自由度は、図２に示す開口部３６ｃの開口幅に渡
って１つの面内で比較的小さな角度αに渡る第１の枢動
々作と、図４に示す開口部３６ｃの開口長さ方向に上記
の第１の枢動々作面と直交する第２の面内で位置Ｓ１，
Ｓ２，Ｓ３の３位置における位置決めを可能とする１８
０°又はそれを越えた角度βに渡る第２の枢動々作と、
図３に示す手首軸３４ｂの軸心を中心として所定の回動
角γに渡る回動々作との３つの動作自由度が許容される
構成と成っている。なお、開口部３６ｃを囲むように形
成された鞘体３６ａの４つの唇部（図３参照）は、第
１、第２の枢動々作α，βにおけるストッパ部を形成し
ていることは明らかであろう。また、上記の動作角度
α，β，γ等は後述する超音波モータの駆動力を考慮
し、設計上で適宜に加減調節可能な動作角度であるが、
上述のように、関節子３６の開口部３６ｃの大きさを適
宜に設計することにより、動作角度を制限することも可
能である。

【００２２】以上の記載から明らかなように、第３関節
４０は第１、第２の枢動々作自由度と１つの回動々作自
由度との３つの運動自由度を有する多自由度の関節とし
て構成されており、以下に説明する超音波モータのステ
ータ手段として機能する３つの駒要素４２ａ〜４２ｃの
駆動に応じて上述した３自由度の運動を遂行することが
できるのである。

【００２３】他方、上述した第３関節４０と等価な関節
として構成されている第１関節２０においても３つの運
動自由度を有することが可能なことは明らかである。従
って、図１に示す産業用ロボットは、第２関節３０にお
ける回転運動自由度を加えて７つの動作自由度を有する
ロボット機体として構成されているものである。故に、
既述のように、手首軸３４ｂの先端のねじ筋部３４ｃに
エンドエフェクタ（図示なし）を結合すれば、同エンド
エフェクタをロボット機体の可動要素である２つのロボ
ットアーム２２、２４を３つの関節２０、３０、４０の
７自由度運動によって起動させることにより、一位置か
ら他の目的位置に向けて移動させることが可能であり、
従来の産業用ロボットよりも簡単な機構、構造を有しつ
つ動作自由度の増加によって移動経路の選択自由度を向
上させることができるのである。依って、移動過程で周
辺の機器類や構造物を巧みに回避して目的位置に到達す
ることが可能となるのである。

【００２４】なお、図１〜図４に示した実施例では、ロ
ボット機体が２つのロボットアームを備え、第１、第３
の２つの関節２０、４０が多自由度関節として構成され
た例を好適実施例として記載したが、ロボット機体の構
造上から所要に応じて、多自由度の関節の数を少なくと
も１つ含む種々の実施例として形成することが可能なこ
とう言うまでもない。

【００２５】次に、上述した第１関節２０、第３関節４
０の内部に内蔵形態で組み込まれる関節運動の駆動源モ
ータ、即ち、超音波モータの構成、作用に就いて、図
５、図６、図７、図８の図示例に基づいて説明する。一
般的に圧電素子（ピエゾ素子）を利用したアクチュエー
タ手段としての超音波モータの典型的な構造と作用原理
に就いては周知であり、例えば、（「精密制御用ニュー
アクチュエータ便覧」初版、第５９２〜５９４頁、１９
９４年１２月２１日、株式会社 フジ・テクノシス社発
行）等に超音波回転モータの基本構造と作用原理が説明
されている。

【００２６】すなわち、超音波回転モータは、圧電素子
にパルス電圧を印加することにより、同圧電素子と固着
されたステータ要素に振動運動を生起させ、同ステータ
要素の振動運動の戻り過程で、振動子としてのステータ
要素に適宜の歯又は突起を介して適宜の加圧下で圧接さ
れたロータ要素に摩擦力により回転運動を生起させる構
造、作用原理を有しているのである。

【００２７】然しながら、本発明においては、同超音波
モータの基本作用原理を踏襲しながら、新規構成を導入
して前述した関節子１４、３４等の球体１４ｂ、３４ａ
をモータロータとし、３つの駒要素４２ａ〜４２ｃをモ
ータステータとした球面形態の関節駆動モータを構成
し、以てモータ作用と共に球体１４ｂ、３４ａに対する
既述の支持手段の機能をも呈することが可能としたもの
である。

【００２８】ここで、モータロータとしての球体１４
ｂ、３４ａは、適正な機械的強度を有した金属材料や耐
磨耗性に優れた樹脂材料等に依って形成し、関節の規模
に応じた選定径を有した球状体として形成されていれば
良い。他方、モータステータを成す駒要素４２ａ〜４２
ｃは何れも同構造を有し、図５および同図５の６−６線
による縦断面を示す図６に代表的に１つの駒要素（例と
して駒要素４２ａ）が図示されている。

【００２９】上記駒要素４２ａは、金属材料やプラスチ
ック材料等によって構成でき、複数個の歯５０を有して
いる。これらの歯５０は隙間５２と交互配置により略一
定のピッチで環状に配列され、各歯５０の歯面は全体的
に球体１４ｂ、３４ａの球径と略同球径の凹球面を成す
ように配設されている。これらの歯５０、隙間５２は担
持体５４と一体物として製造加工され、かつ、この担持
体５４の下底面５４ａを円形平面として形成し、該下底
面５４ａの全周に渡って圧電素子５６が貼着、固定され
ている。そして、これらの圧電素子５６には外部から駆
動電源としてのパルス電圧が印加されると複数の歯５０
が隙間５２の存在により環状方向に振動する振動子とし
て機能する構成となっている。従って、この歯５０の振
動運動に応じてモータロータを成す球体１４ｂ又は３４
ａは環状方向に球面接触を維持しながら歯５０の歯面に
よって形成される凹球面に立てた法線を回転中心とする
円転動を行うもので、圧電パルスの極性反転によって左
右両方向に選択的に円運動を行わせることが可能となる
のである。このときに、モータロータを構成する球体側
を静止、固定すれば、相対的にモータステータを構成す
る駒要素側が回転運動を行うことは自明である。

【００３０】なお、図５、図６には詳示されていない
が、担持体５４の下底面５４ａには、この駒要素４２ａ
を関節子１６ａ又は３６ａにねじ込み式に固定するため
に、ねじ軸が設けられ、ねじ係合により鞘体１６ａ又は
３６ａに固定されている。図７は、図５におけるＡ部を
拡大図示したものであり、駒要素４２ａの歯５０と隙間
５２とが交互配置で環状方向に列設されている様子を詳
示したもので、歯５０は一定のピッチＰで配列され、ま
た隙間５２は、歯５０が圧電素子５６にパルス電圧が印
加されたとき、環状方向に振動するのを許容する隙間空
間として設けられ、駒要素４２ａの最外周径が、例えば
約１０ミリメートル強程度の寸法、形状のときには歯数
を例えば、４０前後に設計され、環状方向の隙間５２は
約１０分の２〜３ミリメートル程度の小隙間を成すよう
に形成される。

【００３１】ここで、本発明における多自由度関節の運
動駆動源として用いられる３つの駒要素４２ａ〜４２ｃ
は、既述のように、対向した球体１４ｂ又は３４ａの球
面上における相互に離隔した３位置に配設されるが、こ
の配置は、図２から図４に示した３つの運動を起動する
ために配設されるもので、図８（Ａ）に示すように、球
体１４ｂ又は３４ａの球面上における３位置において、
各駒要素４２ａ等の歯５０の歯面により形成される凹状
の部分球面に立てた法線が全て球体１４ｂ又は３４ａの
中心に指向しているように配置され、かつ、これらの３
つの法線回りに発生する３つの回転のベクトルにおける
全ベクトルまたはそれらから選択される２つの選択ベク
トルを合成することにより、既述したα，β，γの３種
の運動を得ることができるのである。

【００３２】図８（Ｂ）は、３つの駒要素４２ａ〜４２
ｃの各回転ベクトル４３ａ、４３ｂ、４３ｃを全て合成
した場合の合成ベクトル４３ｄを図示しており、このベ
クトル４３ｄで示す回転運動が生起される。従って、合
成ベクトル４３ｄの方向と、例えば関節子３４の手首軸
３４ｂの中心軸とが一致している場合には、同手首軸３
４ｂを、その中心軸回りに、図３に図示したγ方向の回
転運動を生起させ得るのである。そして、図８（Ｂ）に
図示の合成ベクトル４３ｄとは異なり、ベクトル方向が
手首軸３４ｂの中心軸と一致しない合成ベクトルを３つ
のベトクル４３ａ〜４３ｃ又はこれらから選択した任意
の２つのベクトルから合成した場合には、球体３４ａの
回転運動は、手首軸３４ｂを球体３４ａの中心に対して
首振り運動状に枢動運動させる結果となる。すなわち、
３つのベクトルの合成を制御することにより、図２、図
４に示したα方向およびβ方向の枢動運動を駆動するこ
とが可能となるのである。なお、これらの３つの駒要素
４２ａ〜４２ｃは、図１に図示したロボット制御装置Ｒ
Ｃにより制御されるように接続、配線されることは言う
までもない。

【００３３】以上、本発明を好適実施例に基づいて説明
したが、種々の変形実施例を構成することが可能であ
り、例えば、多自由度関節に内蔵される超音波モータか
ら成る３つの駆動モータの各ステータ要素を形成する駒
要素４２ａ〜４２ｃは３つの駒要素としたが、所要に応
じて駒要素数を増数して駆動モータ数を増加させて、よ
り大きな駆動出力を得るように構成することも可能であ
る。

【００３４】なお、各駒要素４２ａ〜４２ｃの球面々積
を種々、増減調節することにより駆動出力を制御すると
共に球体に対する支持安定度を最適安定度に調整するこ
とも可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上の実施例の説明を介して理解できる
ように、本発明によれば、産業用ロボットの機体に設け
る少なくとも１つの関節を多自由度関節、つまり、相互
に異なる少なくとも３つの運動自由度を有し、かつ、そ
の１つの運動自由度は一平面内で関節の構造要素を成す
関節子を１８０度以上に渡って枢動運動を可能にし、し
かもこれらの３つの運動を内蔵した駆動源モータによっ
て安定した支持状態のもとに駆動する構造とし、かつ、
ロボット制御装置から駆動源モータの作動を制御可能に
した構成の関節を備えることにより、ロボットアーム等
の可動要素の動作自由度を向上させ、ロボット機体の先
端に装着したエンドエフェクタを目的位置へ機械的な干
渉を起こすことなく到達可能にした構造を備える多自由
度関節を有した産業用ロボットを構成したので、ロボッ
ト機体の構成部品点数の増大を招くことなく、むしろ部
品点数の低減により構成しつつ、なお障害物等を回避し
て目的位置へエンドエフェクタを誘導させ得ると言う改
善機能を有した産業用ロボットが得られるのである。

【００３６】しかも、多自由度関節の構造は、１つの球
体と、量産加工が可能な複数個の駒要素とを主要素とし
て少数部品で構成できることから、結局、ロボット機体
の製造コストの低減を図ることも可能となる効果を奏す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る多自由度関節を２つ備
えた産業用ロボットの構成を示す斜視図である。

【図２】図１に示すロボット機体の１つの多自由度関節
を一部破断して拡大図示した部分正面図である。

【図３】同多自由度関節を図２の上方から見た平面図で
ある。

【図４】図２、図３の５−５矢視から見た側面図であ
る。

【図５】多自由度関節の動作駆動源を構成する圧電アク
チュエータから成る超音波球面モータのステータ要素と
して機能する駒要素の構造を図示した斜視図である。

【図６】図５における６−６線による断面図である。

【図７】同駒要素の歯と隙間の構成を説明する部分斜視
図である。

【図８】（Ａ）は球体と３つの駒要素との配置関係を示
す略示図であり、（Ｂ）は駆動モータの駆動力における
回転ベクトル、合成ベクトルを説明する略示図である。

【符号の説明】

１２…ベース １４…関節子 １４ｂ…球体 １６…関節子 １６ａ…鞘体 ２０…第１関節 ２２…第１のロボットアーム ２４…第２のロボットアーム ３０…第２関節 ４０…第３関節 ３４…関節子 ３６…関節子 ３４ａ…球体 ３６ａ…鞘体 ４２ａ〜４２ｃ…駒要素 ５０…歯 ５２…隙間 ５６…圧電素子 ＲＣ…ロボット制御装置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも１つの関節と１つのロボット
   可動要素とを備え、該ロボット可動要素の最先端を所望
   の目的位置に向けてロボット動作を指令、遂行させ得る
   多自由度関節を備えた産業用ロボットにおいて、 前記関節は、相対動作が可能な１対の第１、第２関節子
   を備えてなり、該第１関節子に対して該第２関節子は、 （イ）第１の平面内で１８０度以上の第１の相対枢動
   と、（ロ）該第１平面に対して垂直な第２平面内で所定
   の角度の第２の相対枢動と、（ハ）前記第１関節子に対
   して１つの軸心回りの回動との多自由度動作が可能に構
   成されていることを特徴とする多自由度関節を備えた産
   業用ロボット。
2. 【請求項２】 前記第１関節子、第２関節子を有して成
   る前記関節は、該第１関節子に対して該第２関節子を機
   械的に支持すると共に、前記第１相対枢動、前記第２相
   対枢動、前記回動の夫々の動作の動作駆動源を形成する
   超音波モータ手段を内蔵して構成されている請求項１に
   記載の多自由度関節を備えた産業用ロボット。
3. 【請求項３】 前記第１関節子は球体部を具備し、前記
   第２関節子が備えた前記超音波モータは、該第１関節子
   の該球体部に面接触した複数の圧電駆動型ステータを具
   備して構成されている請求項２に記載の多自由度関節を
   備えた産業用ロボット。