JPH0970778A

JPH0970778A - 振り子型ロボット

Info

Publication number: JPH0970778A
Application number: JP23158695A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Shindo; 弘進藤
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1995-09-08
Publication date: 1997-03-18

Abstract

(57)【要約】【課題】機能性をより良く高める。【解決手段】高架のビーム１に移動可能に装着される
本体３に、鉛直方向の作動軸１０を設け、Ｚ軸モータ１
３及びＲ軸モータ１９の駆動により作動軸１０が本体３
に対して上下動及び回転するようにするとともに、この
作動軸１０の下端部にアーム支持部材４を設け、これに
アーム５を揺動自在に取付けてサーボモータ３０により
駆動するようにした。そして、アーム５の先端部に作業
用のツール６を取付け、上記各モータ１３，１９，３０
の駆動によるアーム５の昇降、回転及び揺動の複合的な
動作によりツール６を移動させるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、産業用ロボットお
いて、特に、水平軸回りに揺動可能な振り子型のアーム
部材を備え、このアーム部材に作業用のツールを装備す
るように構成された振り子型ロボットに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から、各種産業の分野においては、
作業効率や精度を高める観点からロボットを適用するこ
とが行われている。ロボットは、その動作形態から幾つ
かの種類に分類され、例えば、作業ツールがＸ，Ｙ，Ｚ
軸方向の直線運動機構に連結されてなる直角座標型のロ
ボットや、あるいは関節軸を介して連結された複数の単
位アームから構成される旋回アームの先端に作業ツール
を装備した多関節型のロボットは一般に良く知られてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、これらの各
ロボットをその機能面においてみると、いくつかの共通
した解決課題が掲げられる。

【０００４】例えば、上述のような直角座標型や多関節
型のロボットでは、ロボット自体の設置スペースを動作
エリアとして活用することができないためスペース効率
が比較的悪かったり、あるいはロボットを構成する各機
構部分が邪魔になる等して作業ツールの交換やメンテナ
ンス作業が煩雑である、といった課題がある。

【０００５】また、これらのロボットの多くはモータを
駆動源として駆動されるが、加速時や減速時の負荷が大
きくて、可動部の加速、定速、減速といった一連のロボ
ット動作の繰返しによるモータ疲労が著しく、そのた
め、モータを効率良く作動させてモータ疲労に起因した
ロボットの故障や作業精度の低下を極力回避し得るよう
にする必要もある。

【０００６】本発明は、従来ロボットにおける上述のよ
うな課題に鑑みてなされたものであり、機能性をより良
く高めることができる振り子型ロボットを提供すること
を目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に係る振り子型
ロボットは、所定の作業位置上方に配置されるロボット
本体と、このロボット本体に昇降、かつ鉛直軸回りの回
転可能に装備された支持部材と、この支持部材から垂下
した状態で上記支持部材に揺動自在に連結されたアーム
部材と、上記支持部材及びアーム部材をそれぞれ駆動す
る駆動手段とを備え、上記アーム部材がその基端部にお
いて上記支持部材に連結される一方、その先端部に作業
ツールを備えてなるものである。

【０００８】このロボットによれば、ロボット本体に対
する支持部材の昇降及び回転と、支持部材に対するアー
ム部材の揺動との複合的な動作により作業ツールが移動
させられ、これによりロボット本体真下の少なくとも円
形平面を作動エリアとした作業が行われる。そのため、
ロボット本体の真下の領域を動作エリアとして有効に利
用することができ、これによりスペース効率を高めるこ
とが可能となる。また、アーム部材を揺動させて作業ツ
ールの位置決めを行うに際しては、アーム部材の揺動動
作における加減速パターンに応じてアーム部材の回転モ
ーメントを有効に利用することが可能であり、これによ
りアーム駆動源の負荷を効果的に軽減することが可能と
なる。しかも、ロボット本体、支持部材及びアーム部材
を鉛直方向に保持すれば、全体をコンパクトにまとめる
ことができる。

【０００９】請求項２に係る振り子型ロボットは、請求
項１記載の振り子型ロボットにおいて、アーム部材の基
端部に上記支持部材に対して回転不能な固定伝動車が設
けられる一方、上記アーム部材の先端に水平軸回りに回
転自在な被伝動車が設けられ、これら固定伝動車と被伝
動車とにわたって巻掛け伝動部材が装着されるととも
に、被伝動車に上記作業ツールが取付けられてなるもの
である。

【００１０】このロボットによれば、支持部材に対する
アーム部材の振れ方向と逆方向に、かつアーム部材の振
れ角に対応した角度だけ被伝動車を回転させることが可
能となるため、簡単な構成で、アーム部材の揺動に関係
なく作業ツールの方向性を維持することが可能となる。

【００１１】請求項３に係る振り子型ロボットは、請求
項１又は２記載の振り子型ロボットにおいて、上記ロボ
ット本体は、上記支持部材の３６０°以上の所定角度の
回転を阻止するストッパ機構を有するものであって、こ
のストッパ機構が、上記支持部材と一体回転可能な回転
体と、回転体に所定角度の相対回転が可能な状態に外嵌
される外部回転体と、外部回転体に突設される突起と、
この突起と係合可能で、当該突起との係合状態において
上記外部回転体の回転を阻止するストッパとから構成さ
れてなるものである。

【００１２】このロボットによれば、簡単な構成で、支
持部材を少なくとも一回転だけ回転可能とするととも
に、それ以上の回転を阻止することが可能となる。

【００１３】請求項４に係る振り子型ロボットは、請求
項１乃至３のいずれかに記載の振り子型ロボットにおい
て、上記ロボット本体にスプライン軸とボールねじ軸と
を兼ねる鉛直方向の軸体が設けられ、この軸体に、ボー
ルねじを構成するナット部材と、ボールスプラインを構
成する外筒体とが装着され、これらのナット部材及び外
筒体がそれぞれロボット本体に回転自在に保持されると
ともに、それぞれ駆動源としてのモータに連結され、上
記軸体の下端部に上記支持部材が装備されてなるもので
ある。

【００１４】このロボットによれば、上記ナット部材の
回転に伴い軸体がロボット本体に対して上下動され、こ
れにより支持部材が昇降させられる。また、外筒体の回
転に伴い軸体がロボット本体に対して回転させられ、こ
れにより支持部材が回転させられる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を用いて説明する。

【００１６】図１及び図２は、本発明にかかる振り子型
ロボットの一例を示す全体概略図である。これらの図に
示すように、振り子型ロボット（以下、単にロボットと
いう）は、本体（ロボット本体）３を有し、この本体３
の下方に昇降、鉛直軸回りの回転及び水平軸回りの揺動
が可能なアーム５を装備するとともに、このアーム５の
先端に作業ツール６を具備した構成となっている。

【００１７】上記本体３は、高架のビーム１に設けられ
たレール２に装着されており、図外の駆動手段により一
軸方向（図１では左右方向）に移動させられるように構
成されている。つまり、この実施形態のロボットでは、
ビーム１に沿ってロボット全体を移動させながら、その
下方に設置されたワークに対して所定の作業を行うよう
になっている。なお、上記ビーム１は工場の天井等に架
設されている。

【００１８】図３は、上記本体３の具体的な構造を示し
ている。同図に示すように、本体３には、上記アーム５
を支持するアーム支持部材４が設けられるとともに、こ
のアーム支持部材４を本体３に対して昇降及び回転させ
るための駆動機構と、駆動源としてのＺ軸モータ１３及
びＲ軸モータ１９が本体３に装備されている。

【００１９】すなわち、本体３のフレーム３ａには、ボ
ールスプラインのスプライン軸とボールねじのボールね
じ軸とを兼用する軸体、具体的には、表面にスプライン
溝（ボールグルーブ）とねじとを備えた軸体により構成
される作動軸１０が鉛直方向に設けられており、この下
端部にアーム支持部材４が設けられている。この作動軸
１０は、中空状に形成されており、その上端部はベアリ
ング８を介して図外のコントローラに接続される可撓製
のパイプ７に連結され、このパイプ７と作動軸１０の内
部を介してアーム５及びツール６を制御するためのケー
ブルがアーム支持部材４に導かれている。

【００２０】作動軸１０には、ボールねじを構成するた
めのナット部材１１が螺着されている。このナット部材
１１は、本体３のフレーム３ａにベアリングを介して回
転自在に保持されるとともに、その下端部にはプーリ１
２が結合されており、このプーリ１２とＺ軸モータ１３
の出力軸に装着されたプーリ１４とにタイミングベルト
１５が掛け渡されている。そして、Ｚ軸モータ１３の駆
動によりナット部材１１が回転し、それに伴って作動軸
１０が上下動するようになっている。

【００２１】また、上記作動軸１０には、上記ナット部
材１１の下方にボールスプラインを構成するための外筒
体１６が装着され、この外筒体１６が本体３の下端部に
おいてフレーム３ａにベアリングを介して回転自在に保
持されるとともに、その上端側にはハーモニックドライ
ブ型の減速機１７を介してプーリ１８が結合され、この
プーリ１８とＲ軸モータ１９の出力軸に装着されたプー
リ２０とにタイミングベルト２１が掛け渡されている。
そして、Ｒ軸モータ１９の駆動により外筒体１６が回転
されると、これに伴い上記作動軸１０が回転するように
なっている。

【００２２】上記外筒体１６には、作動誤差による作動
軸１０の所定角以上の回転を阻止するためのストッパ機
構が設けられている。

【００２３】このストッパ機構は、外筒体１６に外嵌、
固定される内側リング（回転体）２２と、この内側リン
グ２２に相対回転自在に外嵌される外側リング（外部回
転体）２４と、外側リング２４の外周面に対向してフレ
ーム３ａに突設されるウレタン製のストッパ２５とから
構成されている。図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、外
側リング２４には外向きに突出する突起２４ａと開口部
２４ｂとが周方向の相対向する個所に設けられており、
この開口部２４ｂに、内側リング２２に外向きに突設さ
れたウレタン製のダンパ２３が突入されている。

【００２４】このストッパ機構によれば、図５（ａ）に
示すような回転基準位置から外筒体１６が時計回り方向
に回転させられると、外筒体１６及び内側リング２２が
外側リング２４に対して相対的に回転し、ダンパ２３が
上記開口部２４ｂの片側の縁部２６ａに当接すると、内
側リング２２と外側リング２４が一体的に回転し始め、
そして、外側リング２４に設けられた突起２４ａがスト
ッパ２５に係合すると（図５（ｂ）に示す状態）、これ
により外筒体１６の時計回りの回転が阻止される。

【００２５】また、図５（ｂ）に示す状態から外筒体１
６が反時計回りに回転させられると、開口部２４ｂの逆
側の縁部２６ｂにダンパ２３が当接するまで内側リング
２２が外側リング２４に対して相対的に回転し、ダンパ
２３が縁部２６ｂに当接すると、内側リング２２と外側
リング２４が一体的に回転する。そして、突起２４ａが
ストッパ２５に当接すると（図５（ｃ）に示す状態）、
これにより外筒体１６の反時計回りの回転が阻止される
ようになっている。

【００２６】このようなストッパ機構としては、ストッ
パ２５に対する当接部を外筒体１６もしくはこれに固定
したリングに直接突設することにより回転を制限するこ
とも考えられる。しかし、このような構造では外筒体１
６を一回転（360°）させることが不可能であって、周
方向の一部に動作不能なエリアが生じてしまう。また、
仮にストッパ機構を設けなければ、作動軸１０が必要以
上に回転して配線のねじれを生じたり制御が困難となっ
たりするといった事態を確実に防止することができな
い。そのため、本実施形態では、上述のように開口部２
４ｂの範囲内で内側リング２２が外側リング２４に対し
て相対回転し得るようにして内側リング２２の回転角度
が外側リング２４の回転角度よりも適度に大きくなるよ
うにストッパ機構を構成し、これにより外筒体１６を一
回転（360°）もしくはそれより若干大きい角度だけ回
転可能とするとともに、それ以上の回転を阻止するよう
にしている。

【００２７】なお、上記内側リング２２には回転基準マ
ーク２７が設けられており、この基準マーク２７が上記
本体３のフレーム３ａに設けられたセンサ２８によって
検出されることによりアーム５の鉛直軸回りの回転基準
位置の検出が行われるようになっている。

【００２８】上記アーム支持部材４には、図４に示すよ
うにフレーム４ａが設けられ、このフレーム４ａにアー
ム駆動用のサーボモータ３０が取付けられるとともに、
このサーボモータ３０の出力軸がハーモニックドライブ
型の減速機３１を介してアーム５を行為するフレーム５
ａの基端部（同図では上端部）に連結されている。そし
て、このサーボモータ３０の正逆回転駆動によりアーム
５が揺動させられるようになっている。

【００２９】上記アーム５は、その先端部（下端部）に
上記ツール６を装備している。ツール６の具体的な構成
は本発明において限定されるものではないが、例えば、
先端部にエアー作動式のチャックや、ノズル吸引装置等
を備え、このチャックやノズルによってワークに取付け
るための部品を把持、あるいは吸着するように構成され
ている。

【００３０】また、アーム５には、上記ツール６をアー
ム５の揺動角度に関係なく水平に維持するための水平維
持機構が設けられている。

【００３１】この水平維持機構は、図４及び図６に示す
ように、アーム５の基端部において上記アーム支持部材
４のフレーム４ａに固定される固定プーリ（固定伝動
車）３２と、このプーリ３２と同一径を有し、アーム５
の先端部に回転自在に支持されるアイドルプーリ（被伝
動車）３３と、これら各プーリ３２，３３にわたって掛
け渡されるタイミングベルト（巻掛け伝動部材）３４
と、テンションローラ３５とから構成されており、上記
ツール６が取付部３３ａを介して上記アイドルプーリ３
３に取付けられている。

【００３２】そして、図６の二点鎖線に示すようにアー
ム５が揺動させられると、アイドルプーリ３３は、固定
プーリと３２にタイミングベルト３４を介して連結され
ているのでアーム５に対してその揺動角度と同じ角度だ
け相対回転し、これによりツール６の水平が維持される
ようになっている。例えば、アーム５が時計回りに回転
させられると、アイドルプーリ３３がこれと同角度だけ
反時計回りに回転させられることによりツール６が水平
に維持されるようになっている。

【００３３】なお、上記アーム５の基端部分には揺動基
準マーク３６が設けられており、この基準マーク３６が
フレーム４ａに設けられたセンサ３７によって検出され
ることによりアーム５の揺動基準位置の検出が行われる
ようになっている。また、上記本体３のフレーム３ａに
は上昇端基準マーク（図示せず）が設けられ、この基準
マークがアーム支持部材４の上部に設けられたセンサ３
８によって検出されることによりアーム５の上昇端位置
の検出が行われるようになっている。

【００３４】以上のように構成された振り子型ロボット
によれば、例えば、上記Ｚ軸モータ１３、Ｒ軸モータ１
９及びアーム駆動用のサーボモータ３０の駆動によりア
ーム５が昇降、回転及び揺動させられ、これにりツール
６が円筒座標上で移動させられながら、例えば、部品供
給部にある部品をツール６でピックアップしてワークに
装着するようになっている。

【００３５】図７を用いて具体的な動作の一例を説明す
ると、先ず、上記Ｒ軸モータ１９及びアーム駆動用のサ
ーボモータ３０が駆動されることによりアーム５が揺動
及び回転させられ、これによりツール６が部品供給部上
方に位置決めされる（図７（ａ））。この際、Ｒ軸モー
タ１９の駆動により作動軸１０が回転されると、これと
同時にＺ軸モータ１３が駆動されてナット部材１１が作
動軸１０と同方向に回転させられる。つまり、ナット部
材１１が停止している状態で作動軸１０が単独で回転さ
せられると、作動軸１０の回転に伴い作動軸１０が上下
動することになるため、ナット部材１１を作動軸１０と
同方向に回転させるように制御することで、作動軸１０
の不要な上下動を阻止するようにしている。

【００３６】ワーク上方にツール６が位置決めされる
と、Ｚ軸モータ１３の駆動によりアーム５が下降させら
れるとともに、ツール６が作動されることにより部品供
給部の部品が把持、あるいは吸着される（図７
（ｂ））。

【００３７】次いで、Ｚ軸モータ１３の駆動によりアー
ム５が適度に上昇させられて部品が部品供給部からピッ
クアップされた後、Ｒ軸モータ１９及びアーム駆動用の
サーボモータ３０が駆動されることによりアーム５が揺
動及び回転させられ、これによりツール６がワークの所
定の部品装着位置の上方に位置決めされる（図７
（ｃ））。

【００３８】そして、Ｚ軸モータ１３の駆動によりアー
ム５が下降させられるとともに、所定のタイミングでツ
ール６が作動されることによりワークへの部品の装着が
行われる（図７（ｄ））。

【００３９】こうして、部品の装着が完了すると、アー
ム５が適度に上昇させられた後、上述の動作が繰り返し
行われながら、また、必要に応じて本体３がレール２に
沿って移動させられながら、上記振り子型ロボットによ
るワークに対する部品装着作業が行われるようになって
いる。

【００４０】ところで、以上のように構成された上記振
り子型ロボットによれば、アーム５に働く回転モーメン
トがアームの揺動における加減速パターンに有効に作用
し得るようにロボットの動作を制御することで、アーム
駆動用のサーボモータ３０の負荷を効果的に軽減して効
率良くアーム５を作動させることができる。

【００４１】すなわち、アーム５を揺動させてツール６
を目標位置に移動させる制御では、図８に示すように、
静止→加速→最高速度→減速→停止というパターン（図
８（ａ））でアーム５が揺動され、この動作におけるモ
ータの出力トルクは、加速域及び減速域の略中間の地点
で最高値に達する（図８（ａ））。

【００４２】そして、例えば、図７（ｃ）の二点鎖線に
示す位置から実線に示す目標位置にアーム５を揺動させ
てツール６を移動させるような場合、ツール６が略真下
に達するまで加速し、真下付近で最高速度とした後、減
速して目標位置に達するように制御すれば、ツール６が
真下に達するまではアーム５の回転方向と同方向の回転
モーメントが働くので、これにより加速時のモータ負荷
が軽減され、その後目標位置までは、アーム５の回転方
向とは逆方向の回転モーメントが働くので、これにより
減速時のモータ負荷が軽減されることになる。

【００４３】つまり、アーム５の揺動に際し、加速又は
減速領域で加速又は減速方向と同方向にアーム５の回転
モーメントが働くようにロボット動作を制御することに
より、アーム駆動用のサーボモータ３０の負荷を効果的
に軽減することができ、そのため、サーボモータ３０の
疲労に起因した故障や作業精度の低下を確実に防止する
ことができる。

【００４４】また、上記振り子型ロボットによれば、ロ
ボット真下のスペースを動作エリアとして有効に活用で
きるため図１０に示す直角座標型のロボットや図１１に
示す水平多関節型のロボットに比べてスペース効率が良
いという利点がある。

【００４５】すなわち、図１０に示すように、Ｘ軸構成
部材４１に沿って移動するＹ軸構成部材４２に作業用の
ヘッド４３を移動可能に備えた直角座標型のロボット４
０では、同図の斜線部分に示すように上記各部材４１，
４２により囲まれた方形の領域がワークＷに対する動作
エリアとなり、各部材４１，４２の設置スペースを動作
エリアとして活用するこができない。また、図１１に示
すように、本体４６に旋回可能なアーム４７を備えた水
平多関節型のロボット４５においても、同図の斜線部分
に示すように本体周囲の略ハート型の領域がワークＷに
対する動作エリアとなり、本体４６の設置スペースを動
作エリアとして活用することができない。

【００４６】これに対し、上記の振り子型ロボットによ
れば、アーム５の昇降、回転及び揺動といった動作の組
合わせにより、図９に示すように、本体真下の円形の領
域をワークＷに対する動作エリアとして利用することが
できる。従って、平面的に見た場合、ロボットの設置ス
ペースをも動作エリアとして有効に活用することがで
き、図１０，１１に示すロボット４０，４５と比較する
とスペース効率が極めて高い。そのため、上記振り子型
ロボットによれば、限られた狭いスペースを有効に利用
して作業の自動化等を図ることが可能となる。

【００４７】さらに、上記振り子型ロボットでは、停止
時にアーム５を鉛直方向に保持するようにすれば、図１
の実線に示すように、本体３、アーム支持部材４及びア
ーム５を鉛直方向にコンパクトにまとめることができ
る。そのため収納性がよく、例えば、上記実施形態のよ
うに高架のビーム１に沿ってロボットが移動可能な場合
には、ロボットをビーム１の端部に移動させておくこと
によって、ロボット使用時以外はビーム下方のスペース
を広く用いて他の作業を行うことが可能となる。

【００４８】その上、このような状態では、ロボットの
下端部にツール６が懸垂支持され、ツール６の周囲のい
ずれの方向からもロボットの機構部分等に邪魔されるこ
となくツール交換等の作業を行うことができるので、メ
ンテナンス性が良いといった利点もある。

【００４９】なお、上記実施形態の振り子型ロボット
は、本発明の振り子型ロボットの一例であって、その具
体的な構成は本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更
可能である。

【００５０】例えば、上記実施形態の振り子型ロボット
では、アーム５を昇降及び回転させるための機構とし
て、スプライン軸とボールねじ軸とを兼ねる作動軸１０
を用い、これによりスプライン軸とボールねじ軸とを共
通化してボールスプラインによる回転機構とボールねじ
による昇降機構を構成するようにしているが、勿論、ス
プライン軸とボールねじ軸とを別個独立に設けて昇降及
び回転のための機構を構成するようにしてもよい。但
し、上記実施形態の構成によれば、アーム支持部材４を
昇降及び回転させるための機構が、作動軸１０を共通使
用したコンパクトな構成で達成されるため、ロボットの
省スペース化の上では有利である。

【００５１】また、上記実施形態では、水平維持機構を
設けてツール６を水平に維持するように構成されている
が、例えば、アーム５の先端部に水平な出力軸を有する
サーボモータを搭載してその出力軸を介してツール６を
取付け、サーボモータの制御によりツール６を水平軸回
りに回転させ得るように構成してもよい。このような構
成は、ツール６の水平軸回りの回転が作業上要求される
場合に有利となるが、上記実施形態のように単にツール
６の水平を維持するだけの目的で用いることもできる。
但し、アーム５の先端にモータを搭載する構成では、ア
ーム５の重量増大や制御の複雑化を招くので、ツール６
を水平にのみ維持する場合には、機械的にツール６の方
向性を維持する上記実施形態の構成を採用するのが有利
である。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、作業位
置上方に配置されるロボット本体に昇降、かつ鉛直軸回
りの回転が可能な支持部材を設け、作業ツールを備えた
アーム部材を上記支持部材に垂下した状態で揺動可能に
連結し、これにより支持部材の昇降及び回転と、支持部
材に対するアーム部材の揺動との複合的な動作により作
業ツールを少なくとも円形平面内で移動させ得るように
ロボットを構成したので、ロボット本体の真下の領域を
動作エリアとして有効に利用することができ、これによ
り直角座標型のロボットや水平多関節型のロボットに比
してスペース効率を高めることができる。また、アーム
部材を揺動させて作業ツールの位置決めを行うに際して
は、アーム部材の揺動動作における加減速パターンに応
じてアーム部材の回転モーメントを有効に利用すること
ができるので、これによりアーム駆動源の負荷を効果的
に軽減することができる。しかも、ロボット本体、支持
部材及びアーム部材を鉛直方向に保持すれば、全体をコ
ンパクトにまとめることができるので収納性がよく、ま
た作業ツールの交換やメンテナンス等にも便利である。

【００５３】特に、アーム部材の基端部に支持部材に対
して回転不能な固定伝動車を設ける一方、先端に水平軸
回りに回転自在な被伝動車を設け、これら各伝動車にわ
たって巻掛け伝動部材を装着し、上記作業ツールを被伝
動車に取付けるようにすれば、作業ツールの方向性を維
持するための機構を簡単な構成で得ることができる。

【００５４】また、支持部材の回転許容角度を制限する
ストッパ機構を設ける場合には、上記支持部材と一体回
転可能な回転体と、回転体に所定角度の相対回転が可能
な状態に外嵌され外部回転体と、外部回転体に突設され
る突起と、この突起と係合可能で、当該突起との係合状
態において上記外部回転体の回転を阻止するストッパと
からストッパ機構を構成すれば、極簡単な構成で、支持
部材を少なくとも一回転だけ回転可能とするとともに、
それ以上の回転を阻止することができる。

【００５５】さらに、スプライン軸とボールねじ軸とを
兼ねる軸体をロボット本体に設け、この軸体に、ボール
ねじのナット部材と、ボールスプラインの外筒体とを装
着してこれらのナット部材及び外筒体を回転させるとと
もに、この軸体の下端部に上記支持部材を装備するよう
にすれば、支持部材を昇降及び回転させるための駆動手
段を、軸体を共通使用したコンパクトな構成で達成する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる振り子型ロボットの一例を示す
正面略図である。

【図２】振り子型ロボットを示す図１におけるＡ矢視図
である。

【図３】本体の具体的な構成を示す図２におけるIII-II
I断面図である。

【図４】アーム支持部材及びアームを示す図１における
IV-IV断面図である。

【図５】（ａ）（ｂ）（ｃ）はストッパ機構の動作を示
す断面略図である。

【図６】ツールの水平維持機構を示す概略構成図であ
る。

【図７】（ａ）（ｂ）（ｃ）（ｄ）は振り子型ロボット
の動作例を説明する図である。

【図８】（ａ）はアームの加減速パターンを示す図で、
（ｂ）はモータのトルク変化を（ａ）に対応して示した
図である。

【図９】本発明に係る振り子型ロボットの動作エリアを
説明する図である。

【図１０】直角座標型のロボットの動作エリアを説明す
る図である。

【図１１】水平多関節型のロボットの動作エリアを説明
する図である。

【符号の説明】

１ビーム２レール３本体３ａ，４ａ，５ａフレーム４アーム支持部材５アーム６ツール１０作動軸１１ナット部材１３Ｚ軸モータ１６外筒体１９Ｒ軸モータ３０サーボモータ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の作業位置上方に配置されるロボッ
ト本体と、このロボット本体に昇降、かつ鉛直軸回りの
回転可能に装備された支持部材と、この支持部材から垂
下した状態で上記支持部材に揺動自在に連結されたアー
ム部材と、上記支持部材及びアーム部材をそれぞれ駆動
する駆動手段とを備え、上記アーム部材がその基端部に
おいて上記支持部材に連結される一方、その先端部に作
業ツールを備えてなることを特徴とする振り子型ロボッ
ト。
【請求項２】アーム部材の基端部に上記支持部材に対
して回転不能な固定伝動車が設けられる一方、上記アー
ム部材の先端に水平軸回りに回転自在な被伝動車が設け
られ、これら固定伝動車と被伝動車とにわたって巻掛け
伝動部材が装着されるとともに、被伝動車に上記作業ツ
ールが取付けられてなることを特徴とする請求項１記載
の振り子型ロボット。
【請求項３】上記ロボット本体は、上記支持部材の３
６０°以上の所定角度の回転を阻止するストッパ機構を
有するものであって、このストッパ機構は、上記支持部
材と一体回転可能な回転体と、回転体に所定角度の相対
回転が可能な状態に外嵌される外部回転体と、外部回転
体に突設される突起と、この突起と係合可能で、当該突
起との係合状態において上記外部回転体の回転を阻止す
るストッパとから構成されてなることを特徴とする請求
項１又は２記載の振り子型ロボット。
【請求項４】上記ロボット本体にスプライン軸とボー
ルねじ軸とを兼ねる鉛直方向の軸体が設けられ、この軸
体に、ボールねじを構成するナット部材と、ボールスプ
ラインを構成する外筒体とが装着され、これらのナット
部材及び外筒体がそれぞれロボット本体に回転自在に保
持されるとともに、それぞれ駆動源としてのモータに連
結され、上記軸体の下端部に上記支持部材が装備されて
なることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載
の振り子型ロボット。