JPH09272094A - 産業用ロボットの手首機構 - Google Patents

産業用ロボットの手首機構

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JPH09272094A
JPH09272094A JP8113106A JP11310696A JPH09272094A JP H09272094 A JPH09272094 A JP H09272094A JP 8113106 A JP8113106 A JP 8113106A JP 11310696 A JP11310696 A JP 11310696A JP H09272094 A JPH09272094 A JP H09272094A
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fixed
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shaft
drive shaft
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和宏 埴谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動や騒音を低下させると共に、組立工数お
よび部品点数を低減できる産業用ロボットの手首機構を
提供する。 【解決手段】 アーム１の内側に設けた曲げ駆動軸２の
先端外周に設けたスプライン歯２Ａと、第１の傘歯車２
１の内周に設けられてスプライン歯２Ａと噛み合うスプ
ライン溝２Ｂと、旋回駆動軸３の先端外周に設けられた
スプライン歯３Ａと、一方端内周にスプライン歯３Ａと
噛み合うスプライン溝３Ｂを設け、他方端外周に第２の
傘歯車３１を固定してある中空円筒状の中間軸３０と、
中間軸３０の一方端を第１の傘歯車２１の内側に支持す
る軸受３０１と、中間軸３０の他方端を固定歯車箱４５
に支持する軸受２２、２４とを備えたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットの
アームの先端等に設けられた曲げおよび旋回の２軸動作
を行う手首機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、産業用ロボットは例えば図２に示
すように、ベースＡに第１のアームＢの一方端を回動し
得るように支持し、第１のアームＢの他方端には第２の
アームＣの一方端を回動し得るように支持し、他方端に
は第２アームＣの長手方向の軸に対して直交する軸の回
りに回動して曲げ動作を行うとともに、長手方向の軸の
回りに旋回し得る旋回動作を行う手首機構Ｄを設けてあ
る。手首機構Ｄには把持装置や加工装置からなるエンド
エフェクタＥを取りつけて、種々の姿勢を取りながら作
業を行うようにしてある。このような産業用ロボットの
アームの先端に設けられた、曲げおよび旋回の２軸動作
を行う手首機構Ｄは、例えば図３に示すように構成され
ているものが開示されている（例えば、特開昭和６３−
１８５５９５号公報）。すなわち、１は中空円筒状のア
ーム、１１はアーム１の先端に設けられた固定歯車箱、
２はアーム１の内側に軸受１２を介して支持された中空
円筒状の曲げ駆動軸で、先端部分にスプライン歯２Ａを
設けてある。２１は内周に曲げ駆動軸２のスプライン歯
２Ａと噛み合うスプライン溝２Ｂを設けた第１の傘歯車
で、固定歯車箱１１との間に設けられた軸受２２によっ
て支持され、軸受２２はベアリング押え２２ａおよびナ
ット２２ｂによってアーム１および第１の傘歯車２１に
それぞれ固定されている。３は曲げ駆動軸２の内側に軸
受２３を介して支持された旋回駆動軸で、先端部分にス
プライン歯３Ａを設けてある。３１は旋回駆動軸３のス
プライン歯３Ａと噛み合うスプライン溝を設けた第２の
傘歯車で、固定歯車箱１１との間にベアリング押さえ３
２やナット３３によって固定された軸受２４によって支
持されている。４は固定部４１が固定歯車箱１１に固定
された曲げ駆動減速機で、曲げ駆動軸２の軸方向と直交
する軸を中心として入力軸４２および出力部材４３が同
軸で回転するようにしてある。入力軸４２には第１の傘
歯車２１と噛み合う第３の傘歯車４４が固定され、出力
部材４３には可動歯車箱４５が固定されている。５は曲
げ減速機４の出力部材４３と同じ軸で回転し、第２の傘
歯車３１と噛み合う第１の中間傘歯車で、同軸に平歯車
５１を固定してあり、アーム１に固定されたハウジング
１３を介して軸受１４によって支持されている。１５は
可動歯車箱４５をハウジング１３に曲げ動作が可能なよ
うに支持する軸受である。６は第１の中間傘歯車と平行
に軸受４６を介して可動歯車箱４５に支持されている第
２の中間傘歯車で、平歯車５１に噛み合う平歯車６１を
固定してある。７は旋回減速機で、入力軸７１が旋回駆
動軸３と同心になるように、固定部７２を可動歯車箱４
５に固定してある。入力軸７１には第２の中間傘歯車６
と噛み合う第４の傘歯車７３を固定してあり、出力部材
７４にはエンドエフェクタ８を固定してある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来技
術では、第２の傘歯車３１は固定歯車箱１１に軸受２４
により片持構造で支持され、かつ旋回駆動軸３と第２の
傘歯車３１は、旋回駆動軸３１のスプライン歯３Ａと傘
歯車３１のスプライン溝３Ｂとの噛み合いによって旋回
駆動軸３から第２の傘歯車３１にトルクが伝達されるた
め、旋回駆動軸３と第２の傘歯車３１の間には径方向の
隙間が生じていた。そのため、第２の傘歯車３１の支持
部分の剛性が低下し、振動や騒音が発生したり、伝達効
率が低下するという問題があった。また、固定歯車箱１
１の中で第２の傘歯車３１を片持構造で支持するとき
に、剛性を低下させないため、スリーブやナットなど多
くの軸受固定部品を必要とし、コスト低減が難しいとい
う問題があった。また、旋回駆動軸３を曲げ駆動軸２の
内側に軸受２３を介して支持するようにしてあるため、
曲げ駆動軸２をアーム１の内側に軸受１２によって支持
して、曲げ駆動軸２の剛性を高める必要があり、軸受の
数が多くなるという問題があった。また、第１の傘歯車
２１は、ベアリング押え２２ａおよびナット２２Ｂによ
ってアーム１および第１の傘歯車２１にそれぞれ固定さ
れている軸受２２により支持されているので、片持構造
となるとともに、部品点数が多いという問題があっ
た。、本発明は、振動や騒音を低下させると共に、組立
工数および部品点数を低減できる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ものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、中空円筒状のアームと、前記アームの先
端に設けられた固定歯車箱と、前記アーム１の内側に設
けられ、かつ軸受を介して前記固定歯車箱に支持された
中空円筒状の曲げ駆動軸と、前記曲げ駆動軸の先端付近
に設けたスプライン歯と、内側に前記スプライン歯と噛
み合うスプライン溝を設けた第１の傘歯車と、前記曲げ
駆動軸の内側に設けられた旋回駆動軸と、前記旋回駆動
軸によって駆動され、かつ前記固定歯車箱の中に配置さ
れた第２の傘歯車と、固定部が前記固定歯車箱に固定さ
れ、かつ前記曲げ駆動軸の軸方向と直交する軸を中心と
して回転しうる入力軸および出力部材を設けた曲げ駆動
減速機と、前記曲げ駆動減速機の入力軸に固定され、か
つ前記第１の傘歯車と噛み合う第３の傘歯車と、前記曲
げ駆動減速機と同軸で回転するように前記アームに固定
されたハウジングを介して軸受によって支持され、かつ
前記第２の傘歯車と噛み合う第１の中間傘歯車と、前記
曲げ駆動減速機の出力部材に固定され、かつ前記ハウジ
ングに曲げ動作が可能なように支持されている可動歯車
箱と、前記第１の中間傘歯車と平行に軸受を介して前記
可動歯車箱に支持され、かつ前記第１の中間傘歯車とト
ルク伝達手段を介して結合された第２の中間傘歯車と、
前記可動歯車箱に固定してある旋回減速機と、前記旋回
減速機の入力軸に固定され前記第２の中間傘歯車と噛み
合う第４の傘歯車とを備えた産業用ロボットの手首機構
において、前記旋回駆動軸の先端外周に設けられたスプ
ライン歯と、一方端内周に前記旋回駆動軸のスプライン
歯と噛み合うスプライン溝を設け、かつ他方端外周に前
記第２の傘歯車を固定してある中空円筒状の中間軸と、
前記中間軸の一方端を前記第１の傘歯車の内側に支持す
る軸受と、前記中間軸の他方端を固定歯車箱に支持する
軸受とを備えたものである。また、前記第１の傘歯車
は、前記中間軸と前記中間軸の他方端を前記第１の傘歯
車の内側に支持する軸受とを介して、前記中間軸の他方
端を支持する軸受と前記第１の傘歯車の外周を前記歯車
箱に支持する軸受とにより形成された両持構造に支持さ
れているものである。また、前記固定歯車箱は前記アー
ムと一体に形成されているものである。また、前記旋回
駆動減速機は前記旋回駆動軸とオフセットされているも
のである。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明を図に示す実施例に
ついて説明する。図１は本発明の実施例の手首機構を示
す正断面図である。なお、産業用ロボット全体の構成
は、従来例で説明した図２に示す構成とほぼ同じであ
る。図において、１は中空円筒状のアーム、１１はアー
ム１の先端に設けられた固定歯車箱、２はアーム１の内
側に設けられた中空円筒状の曲げ駆動軸で、先端付近の
外周にスプライン歯２Ａを設けてある。２１は内周に曲
げ駆動軸２のスプライン歯２Ａと噛み合うスプライン溝
２Ｂを設けた第１の傘歯車で、固定歯車箱１１との間に
設けられた軸受２２によって支持されている。３は曲げ
駆動軸２の内側に設けられた旋回駆動軸で、先端付近の
外周にスプライン歯３Ａを設けてある。３０は中空円筒
状の中間軸で、内周にスプライン歯３Ａと噛み合うスプ
ライン溝３Ｂを設けてあり、中間軸３０の一方端は第１
の傘歯車２１との間に設けた軸受３０１によって支持さ
れ、他方端は固定歯車箱１１との間に設けられた軸受２
４によって支持され、軸受２４はナット２５によって振
動が発生しない程度の隙間に調整されて固定されてい
る。３１は中間軸３０の他方端に固定されている第２の
傘歯車である。したがって、中間軸３０に固定された第
２の傘歯車３１は軸受３０１と軸受２４によって両持構
造で支持されることになる。また、軸受２２、３０１、
２４は、ナット２５によって軸受２４を押し付けること
により、与圧が与えられるので、剛性の高い支持構造と
なるため、第１の傘歯車２１は実質的に軸受２２と軸受
２４により両持構造と同じ効果を持って支持される。４
は固定部４１が固定歯車箱１１に固定された曲げ駆動減
速機で、曲げ駆動軸２の軸方向と直交する軸を中心とし
て入力軸４２および出力部材４３が同軸で回転するよう
にしてある。入力軸４２には第１の傘歯車２１と噛み合
う第３の傘歯車４４が固定され、出力部材４３には可動
歯車箱４５が固定されている。以下は、図２に示した従
来例と同様の構成で、５は曲げ減速機４の出力部材４３
と同軸で回転し、第２の傘歯車３１と噛み合う第１の中
間傘歯車で、同軸に平歯車５１を固定してあり、アーム
１に固定されたハウジング１３を介して軸受１４によっ
て支持されている。１５は可動歯車箱４５をハウジング
１３に曲げ動作が可能なように支持する軸受である。６
は第１の中間傘歯車と平行に軸受４６を介して可動歯車
箱４５に支持されている第２の中間傘歯車で、平歯車５
１に噛み合う平歯車６１を固定してある。７は旋回減速
機で、入力軸７１が旋回駆動軸３と同心になるように可
動歯車箱４５に固定部７２が固定されている。入力軸７
１には第２の中間傘歯車６と噛み合う第４の傘歯車７３
を固定してあり、出力部材７４にはエンドエフェクタ８
を固定してある。
【０００６】このように本発明は、曲げ駆動軸２と第１
の傘歯車２１とはスプライン機構により結合され、旋回
駆動軸３と第２の傘歯車３１とは、旋回駆動軸３とスプ
ライン機構により結合されている中間軸３０を介して結
合している構成を備えている。したがって、第２の傘歯
車３１は中間軸３０を介して軸受２４と軸受３０１とに
より両持構造で支持され、かつスプライン機構の結合部
分の隙間に関係なく支持されるので、第２の傘歯車３１
の支持構造は極めて剛性を高くすることができ、振動を
抑えるために軸受を多く用いる必要がなく、軸受関係の
部品点数を減らすことができる。また、第１の傘歯車２
１は実質的に軸受２２と軸受２４により両持構造と同じ
効果を持って支持されるので、同様に、第１の傘歯車２
１の支持構造は極めて剛性を高くすることができ、振動
を抑えるために軸受を多く用いる必要がなく、軸受関係
の部品点数を減らすことができる。なお、上記実施例で
は、アーム１と固定歯車箱１１は別の部品として構成し
た例について説明したが、旋回駆動軸３が第１の傘歯車
２１の内側に軸受３０１によって支持される中間軸３０
にスプライン機構により結合され、曲げ駆動軸２は直接
旋回駆動軸３を支持する必要がなく、アーム１と曲げ駆
動軸２との間の軸受を除くことができる。したがって、
第１の傘歯車２１や第２の傘歯車３１は固定歯車箱１１
の先端部からのみの組立が可能となり、歯車箱１１をア
ーム１に一体に形成することが可能となるとともに、部
品点数を減らすことができる。また、上記実施例では、
旋回駆動減速機７の入力軸７１が旋回駆動軸３と同軸に
なるように構成した例について説明したが、旋回駆動減
速機７の入力軸７１と旋回駆動軸３とが同軸ではなく、
オフセットした状態に構成してもよい。
【０００７】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、曲
げ駆動軸から曲げ駆動減速機にトルクを伝達する機構の
途中にある第１の傘歯車、および旋回駆動軸から旋回駆
動減速機にトルクを伝達する機構の途中にある第２の傘
歯車は、中間軸を介して二つの軸受により両持構造で支
持され、かつスプライン機構の結合部分の隙間に関係な
く支持されて、第１の傘歯車および第２の傘歯車の支持
構造は極めて剛性を高くすることができるので、振動や
騒音を低下させると共に、組立工数および部品点数を低
減できる産業用ロボットの手首機構を提供できる効果が
ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例を示す正断面図である。
【図２】 産業用ロボットの側面図である。
【図３】 従来例を示す正断面図である。
【符号の説明】
１：アーム、１１：固定歯車箱、１２、１４、１５、２
２、２４、４６、３０１：軸受、１３：ハウジング、
２：曲げ駆動軸、２Ａ：スプライン歯、２Ｂ：スプライ
ン溝、２１：第１の傘歯車、２５：ナット、３：旋回駆
動軸、３Ａ：スプライン歯、３Ｂ：スプライン溝、３
０：中間軸、３１：第２の傘歯車、４：曲げ駆動減速
機、４１：固定部、４２：入力軸、４３：可動部材、４
４：第３の傘歯車、４５：可動歯車箱、５：第１の中間
傘歯車、５１：平歯車、６：第２の中間傘歯車、６１：
平歯車、７：旋回駆動減速機、７１：入力軸、７２：固
定部、７３：第４の傘歯車、７４：出力部材、８：エン
ドエフェクタ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 中空円筒状のアームと、前記アームの先
    端に設けられた固定歯車箱と、前記アーム１の内側に設
    けられ、かつ軸受を介して前記固定歯車箱に支持された
    中空円筒状の曲げ駆動軸と、前記曲げ駆動軸の先端付近
    に設けたスプライン歯と、内側に前記スプライン歯と噛
    み合うスプライン溝を設けた第１の傘歯車と、前記曲げ
    駆動軸の内側に設けられた旋回駆動軸と、前記旋回駆動
    軸によって駆動され、かつ前記固定歯車箱の中に配置さ
    れた第２の傘歯車と、固定部が前記固定歯車箱に固定さ
    れ、かつ前記曲げ駆動軸の軸方向と直交する軸を中心と
    して回転しうる入力軸および出力部材を設けた曲げ駆動
    減速機と、前記曲げ駆動減速機の入力軸に固定され、か
    つ前記第１の傘歯車と噛み合う第３の傘歯車と、前記曲
    げ駆動減速機と同軸で回転するように前記アームに固定
    されたハウジングを介して軸受によって支持され、かつ
    前記第２の傘歯車と噛み合う第１の中間傘歯車と、前記
    曲げ駆動減速機の出力部材に固定され、かつ前記ハウジ
    ングに曲げ動作が可能なように支持されている可動歯車
    箱と、前記第１の中間傘歯車と平行に軸受を介して前記
    可動歯車箱に支持され、かつ前記第１の中間傘歯車とト
    ルク伝達手段を介して結合された第２の中間傘歯車と、
    前記可動歯車箱に固定してある旋回減速機と、前記旋回
    減速機の入力軸に固定され前記第２の中間傘歯車と噛み
    合う第４の傘歯車とを備えた産業用ロボットの手首機構
    において、 前記旋回駆動軸の先端外周に設けられたスプライン歯
    と、一方端内周に前記旋回駆動軸のスプライン歯と噛み
    合うスプライン溝を設け、かつ他方端外周に前記第２の
    傘歯車を固定してある中空円筒状の中間軸と、前記中間
    軸の一方端を前記第１の傘歯車の内側に支持する軸受
    と、前記中間軸の他方端を固定歯車箱に支持する軸受と
    を備えたことを特徴とする産業用ロボットの手首機構。
  2. 【請求項２】 前記第１の傘歯車は、前記中間軸と前記
    中間軸の他方端を前記第１の傘歯車の内側に支持する軸
    受とを介して、前記中間軸の他方端を支持する軸受と前
    記第１の傘歯車の外周を前記歯車箱に支持する軸受とに
    より形成された両持構造に支持されている請求項１記載
    の産業用ロボットの手首機構。
  3. 【請求項３】 前記固定歯車箱は前記アームと一体に形
    成されている請求項１または２記載の産業用ロボットの
    手首機構。
  4. 【請求項４】 前記旋回駆動減速機は前記旋回駆動軸と
    オフセットされている請求項１から３までのいずれか１
    項に記載の産業用ロボットの手首機構。
JP11310696A 1996-04-09 1996-04-09 産業用ロボットの手首機構 Expired - Lifetime JP3329430B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11310696A JP3329430B2 (ja) 1996-04-09 1996-04-09 産業用ロボットの手首機構
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PCT/JP1997/000746 WO1997037817A1 (fr) 1996-04-09 1997-03-10 Mecanisme de poignet pour robot industriel
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DE69713710T DE69713710T2 (de) 1996-04-09 1997-03-10 Handgelenkmechanismus für industrieroboter

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JP3329430B2 JP3329430B2 (ja) 2002-09-30

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