JPH08390B2

JPH08390B2 - 産業用ロボツトの手首機構

Info

Publication number: JPH08390B2
Application number: JP61058923A
Authority: JP
Inventors: 馥木村; 淳一郎小川; 俊司佐藤
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 1985-07-05
Filing date: 1986-03-17
Publication date: 1996-01-10
Anticipated expiration: 2011-01-10
Also published as: JPS62107994A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、産業用ロボットのアーム先端に取り付けら
れて、加工具等を傾動自在に把持する手首機構の改良に
関する。

〔従来技術〕

産業用ロボットのアーム先端に取り付けられる手首機
構の第１従来例として、実開昭59−151692号公報に記載
されたものがある。この第１従来例は、内部に配設され
たギア同志の相互干渉のため、また、手首部を覆う球形
状のカバーの割り面角度の制約を受けるため、手首振り
軸の振り角度は±110゜が限界となっている。また、球
形カバーが必要であるため、部品点数が多い。

この第１従来例を改良したものとして、特願昭59−27
402号公報に記載された手首機構がある。

この第２従来例の手首機構は、第２図に示したよう
に、アーム10に支持されて、Ｒ軸の廻りに回転する手首
基端部９と、この手首基端部９により支持されてＢ軸の
廻りに回転する手首先端部９と、この手首基端部９に支
持されてＴ軸の廻りに回転する加工具把持部17とを有し
ている。

加工具把持部17および手首先端部16を回転させる駆動
トルクは、同一中心軸3aに重ね合わせて配置された減速
機（６と７で例えばハーモニックドライブからなる減速
機構）により減速され、手首基端部９を回転させる駆動
トルクは、手首機構の外部に設けられた図示されない減
速機によりあらかじめ減速されるようになっている。

すなわち、アーム10に設けられた軸受11により回転自
在に支承された手首基端部駆動シャフト１は、Ｒ軸廻り
に手首機構全体を回転させる。

手首基端部９に設けられた軸受14a,14bにより回転自
在に支承された手首先端部16駆動用減速機６には、その
入力側に減速前の手首基端部駆動シャフト２からの駆動
トルクを方向変換するＢ軸用高速ベベルギヤ4a,4bを備
え、減速された駆動トルクは可動サーキュラスプライン
6aから取り出され、Ｂ軸を中心にして手首先端部16をＢ
軸の廻りに回転させる。なお、6bは前記手首基端部９に
固定された固定サーキュラスプライン、6cはそれぞれの
サーキュラスプライン6a,6bと噛合うフレクスプライ
ン、6dは前記ベベルギヤ４に連結されたウェーブジェネ
レータである。

加工具把持部駆動用減速機７は、手首先端部16に設け
た軸受15a,15bにより回転自在に支承され、その入力側
には減速前の加工具把持部駆動シャフト３からの駆動ト
ルクを方向変換する高速ベベルギヤ5a,5bを備え、減速
された駆動トルクは可動サーキュラスプライン7aから取
り出され、さらに駆動トルクの方向変換を行う低速ベベ
ルギヤ８、24を経て、手首先端部16に設けた軸受16a,16
bにより回転自在に支承された加工具把持部17を回転さ
せる。なお、7bは前記可動スプライン7aに取り付けられ
た固定サーキュラスプライン、7cはそれぞれのサーキュ
ラスプライン7a,7bと噛合うフレクスプライン、7dはウ
ェーブジェネレータで、加工具把持部駆動シャフト３と
ベベルギヤ5a、5bを介して連結された入力伝達シャフト
3aに取り付けられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した第２従来例の手首機構は、第１従来例の問題
点をうまく解決してはいるが、手首先端部駆動用減速機
６と加工具把持部駆動用減速機７とが、Ｂ軸のＴ軸とＲ
軸とにより挟まれる部分に配設されているので、Ｔ軸と
Ｒ軸との間のオフセット量が大きくなり（例えば、ある
機種では180mmとなっている。）、手首機構が大型化す
るという問題点を有している。

また、手首先端部駆動用のベベルギヤ4a、4bと加工具
把持部駆動用のベベルギヤ5a、5bとが、同軸に重なり合
う構造となっているので、組立調整が行いにくく、かつ
メンテナンスも容易に行うことができないという問題点
をも有している。

そこで、本発明は、上述した第２従来例が有する問題
点を解決し、Ｔ軸とＲ軸との間のオフセット量を小さく
して小型化、軽量化することができるばかりでなく、組
立およびメンテナンスが容易な産業用ロボットの手首機
構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この目的を達成するため、本発明の産業用ロボットの
手首機構は、産業用ロボットのアームに支持されて、Ｒ
軸の廻りに回転する手首基端部と、この手首基端部に支
持されて、前記Ｒ軸に直交するＢ軸の廻りに回転する手
首先端部と、この手首先端部に支持されて、前記Ｂ軸に
直交するとともに前記Ｒ軸に対してオフセットするＴ軸
の廻りに回転する加工具把持部と、前記手首先端部を回
転させる駆動力を減速する手首先端部駆動用減速機と、
前記加工具把持部を回転させる駆動力を減速する加工具
把持部駆動用減速機とを備え、前記手首先端部駆動用減
速機を、前記Ｒ軸を挟んで前記手首先端部とは反対側に
おいて前記Ｂ軸に対して同軸に配設するとともにトルク
伝達部材を介して前記手首先端部に連結し、かつ前記加
工具把持部駆動用減速機を前記Ｔ軸に対して同軸に配設
するとともに前記加工具把持部に直接連結したことを特
徴とするものである。

〔作用〕

本発明の産業用ロボットの手首機構においては、手首
先端部駆動用減速機がＲ軸を挟んで手首先端部とは反対
側に配設され、かつ加工具把持部駆動用減速機がＴ軸と
同軸に配設されているので、Ｂ軸の、Ｒ軸とＴ軸とによ
り挟まれる部分には減速機が配設されない。これによ
り、Ｒ軸とＴ軸とのオフセット量を小さくすることがで
きる。

また、加工具把持部駆動用減速機を加工具把持部に直
接連結するとともに、手首先端部駆動用減速機をトルク
伝達部材を介して手首先端部に連結したので、加工具把
持部および手首先端部に駆動トルクを伝達する経路の途
中に設けるベベルギヤには、減速されて増大した駆動ト
ルクが作用しない。これにより、ベベルギヤおよびベベ
ルギヤを支持する部分の強度、剛性を低下させ、手首機
構の小型化、軽量化を図ることができる。

さらに、加工具把持部駆動用減速機を加工具把持部に
直接連結するとともに、手首先端部駆動用減速機をトル
ク伝達部材を介して手首先端部に連結したことにより、
駆動トルクを伝達する経路の途中に生じる遊びを取り除
くことができることとなって、手首先端部および加工具
把持部の回転精度を高めることができる。

〔実施例〕

本発明に係る産業用ロボットの手首機構の一実施例
を、第１図を参照しつつ説明する。なお、第２図に示す
上述した第２従来例の手首機構と同一の部分には同一の
符号を付し、その説明を省略する。

第１図に示した本実施例の手首機構は、第２図に示し
た第２従来例の手首機構に対して、２つの変更がなされ
ている。

第１の変更点は、手首先端部駆動用減速機６を、Ｒ軸
を挟んでＴ軸とは反対側に配設するとともに、加工具把
持部駆動用減速機７をＴ軸と同軸に配設した点にある。
なお、手首先端部駆動用減速機６は、軸受31、32により
手首基端部９に支持されたトルクアーム30を介して手首
先端部16に連結されている。

これにより、Ｂ軸のＲ軸とＴ軸とにより挟まれる部分
には、手首先端部駆動用減速機６および加工具把持部駆
動用減速機７のいずれもが配設されていないので、Ｒ軸
とＴ軸とのオフセット量を小さくすることができる。
（例えば、180mmから120mmへ、60ミリ縮小可能であ
る。）また、第２の変更点は、手首先端部駆動用減速機７
を、Ｔ軸と同軸に配設するとともに加工具把持部17に直
接連結した点である。

すなわち、加工具把持部駆動シャフト３上端のベベル
ギヤに噛合うベベルギヤ5bは止めネジ21によって接続管
22に連結されており、この接続管22はＢ軸と同軸に設け
られ、手首先端部16方向に延設されている。接続管22の
他端部には同様に止めネジ23によってベベルギヤ８が取
り付けられ、このベベルギヤ８に加工具把持部17を回転
させるベベルギヤ24が噛合っている。このベベルギヤ24
の軸部24aは、加工具把持部駆動用減速機７に連結され
ている。そして、加工具把持部駆動用減速機７は加工具
把持部17に直接連結され、加工具把持部駆動用減速機７
により減速されて増大した駆動トルクを、加工具把持部
17に直接出力するようになっている。

これにより、ベベルギヤ８、24には、加工具把持部駆
動用減速機７により減速されて増大した駆動トルクが直
接作用しないから、その強度、剛性を低下させて小型
化、軽量化を図ることができる。また、ベベルギヤ24を
支持する部分の強度、剛性を低下させることができるか
ら、手首先端部16の小型化、軽量化が可能となる。

また、それぞれの減速機６、７により減速した駆動力
を、ベベルギヤを介することなく手首先端部16および加
工具把持部17に伝達するので、トルク伝達経路の途中に
おいて遊びが生じることがなく、手首先端部16および加
工具把持部17の回転精度を高めることができる。

さらに、手首先端部および加工具把持部をそれぞれ回
転させる、駆動トルク伝達系統の途中に設けるベベルギ
ヤが、互いに同軸に重なり合うことがないので、組立て
およびメンテナンスが容易となる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の産業用ロボットの手首機
構においては、手首先端部駆動用減速機がＲ軸を挟んで
Ｔ軸とは反対側に配設され、かつ加工具把持部駆動用減
速機がＴ軸と同軸に配設されているので、Ｂ軸の、Ｒ軸
とＴ軸とにより挟まれる部分にはいずれの減速機も配設
されない。これにより、Ｔ軸のＲ軸に対するオフセット
量を小さくして、手首機構を小型化、軽量化することが
できる。

また、加工具把持部駆動用減速機が加工具把持部に直
接連結され、かつ手首先端部駆動用減速機がトルク伝達
部材を介して手首先端部に連結されているので、加工具
把持部および手首先端部に駆動トルクを伝達する経路の
途中に設けるベベルギヤには、両減速機により減速され
て増大した駆動トルクが作用しない。これにより、ベベ
ルギヤおよびベベルギヤを支持する部分の強度、剛性を
低下させることができ、手首先端部の小型化、軽量化を
図ることができる。

また、両減速機で減速した駆動トルクをベベルギヤを
介することなく手首先端部および加工具把持部に伝達す
るので、駆動トルクを伝達する経路の途中に生じる遊び
を取り除くことができることとなって、手首先端部およ
び加工具把持部の回転精度を高めることができる。

したがって、本発明によれば、Ｔ軸のＲ軸に対するオ
フセット量を小さくして小型化、軽量化することができ
るばかりでなく、組立およびメンテナンスが容易で、か
つ高精度な産業用ロボットの手首機構を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の側断面図、第２図は第２従
来例の側断面図である。１……手首基端部駆動シャフト、２……手首先端部駆動
シャフト、３……加工具把持部駆動シャフト、3a……駆
動力伝達シャフト、4a,4b……手首先端部駆動用ベベル
ギヤ、5a,5b……加工具把持部駆動用ベベルギヤ、６…
…手首先端部駆動用減速機、6a……可動サーキュラスプ
ライン、6b……固定サーキュラスプライン、6c……フレ
クスプライン、6d……ウェーブジェネレータ、6e……止
めネジ、７……加工具把持部駆動用減速機、7a……固定
サーキュラスプライン、7b……固定サーキュラプライ
ン、ｃ……フレクスプライン、7d……ウェーブジェネレ
ータ、８……加工具把持部駆動用ベベルギヤ、９……手
首基端部,10……アーム、11,12,13,14a,14b,15a,15b,15
c,16a,16b,31,32……軸受、13a……カラー、13b……ナ
ット（外ネジ）、16……手首先端部,16c……サラバネ、
16d……ワッシャ、16e……止めネジ、17……加工具把持
部、17a……Ｂナット、17b……止めネジ、30……トルク
アーム。

フロントページの続き (56)参考文献特開昭57−121490（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−151692（ＪＰ，Ｕ) 特公昭54−40822（ＪＰ，Ｂ２)

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】産業用ロボットのアームに支持されて、Ｒ
軸の廻りに回転する手首基端部と、この手首基端部に支
持されて、前記Ｒ軸に直交するＢ軸の廻りに回転する手
首先端部と、この手首先端部に支持されて、前記Ｂ軸に
直交するとともに前記Ｒ軸に対してオフセットするＴ軸
の廻りに回転する加工具把持部と、前記手首先端部を回
転させる駆動力を減速する手首先端部駆動用減速機と、
前記加工具把持部を回転させる駆動力を減速する加工具
把持部駆動用減速機とを備え、前記手首先端部駆動用減
速機を、前記Ｒ軸を挟んで前記手首先端部とは反対側に
おいて前記Ｂ軸に対して同軸に配設するとともにトルク
伝達部材を介して前記手首先端部に連結し、かつ前記加
工具把持部駆動用減速機を前記Ｔ軸に対して同軸に配設
するとともに前記加工具把持部に直接連結したことを特
徴とする産業用ロボットの手首機構。