JPH0970789A - Balancing device of articulated robot - Google Patents

Balancing device of articulated robot

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JPH0970789A
JPH0970789A JP22763495A JP22763495A JPH0970789A JP H0970789 A JPH0970789 A JP H0970789A JP 22763495 A JP22763495 A JP 22763495A JP 22763495 A JP22763495 A JP 22763495A JP H0970789 A JPH0970789 A JP H0970789A
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JP
Japan
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horizontal arm
drive shaft
casing
arm drive
horizontal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP22763495A
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Japanese (ja)
Inventor
Takashi Chikura
孝 千蔵
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide excellent moment balance of a horizontal arm without increasing the inertia or limiting the operational range of a robot. SOLUTION: When a horizontal arm drive shaft 12 in a casing 16 is turned, the force is transmitted to a horizontal arm through a horizontal arm drive link to oscillate the horizontal arm. The horizontal arm is provided in an oscillating manner on the top part of a vertical arm 2. An adjustment flange 22 of a balancing device 20 is provided on the casing 16 with the circumferential fitting position in the variable condition. A torsion coil spring 21 is inserted between the casing 16 and the horizontal arm drive shaft 12 to give the torque to balance the horizontal arm to the shaft 12. The angle of torsion of the spring 21 is adjusted by changing the circumferential position of the flange 22.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は多関節ロボットのバ
ランス装置に関し、慣性を増加させることなく水平アー
ムのバランスを良好にとることができるように工夫した
ものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a balance device for an articulated robot, which is devised so that a horizontal arm can be well balanced without increasing inertia.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の多関節ロボットの一例を、図5を
参照して説明する。同図に示すように本体架台01に
は、軸受(図示省略)を介して垂直アーム02が揺動自
在に備えられている。垂直アーム02の頂部には水平ア
ーム支持軸04を介して水平アーム05が揺動自在に備
えられている。水平アーム05の先端(図中では右端)
ではワーククランプハンド等(図示省略)を介してワー
クを把持する。水平アーム05の後端(図中では左端)
には水平アームリンク軸08を介して水平アームリンク
09が取り付けられ、水平アームリンク09の下端には
水平アームリンクレバー軸010を介して水平アーム駆
動レバー011の左端が取り付けられている。水平アー
ム駆動レバー011の右端は、水平アーム駆動軸(図示
省略)に固定されている。
2. Description of the Related Art An example of a conventional articulated robot will be described with reference to FIG. As shown in the figure, the main body pedestal 01 is provided with a vertical arm 02 which is swingable via a bearing (not shown). A horizontal arm 05 is swingably provided on the top of the vertical arm 02 via a horizontal arm support shaft 04. Tip of horizontal arm 05 (right end in the figure)
Then, the work is gripped via a work clamp hand or the like (not shown). Rear end of horizontal arm 05 (left end in the figure)
A horizontal arm link 09 is attached via a horizontal arm link shaft 08, and a left end of a horizontal arm drive lever 011 is attached to a lower end of the horizontal arm link 09 via a horizontal arm link lever shaft 010. The right end of the horizontal arm drive lever 011 is fixed to a horizontal arm drive shaft (not shown).

【0003】上記構成の多関節ロボットでは、水平アー
ム支持軸04の周りのモーメントは、ワークを吊るす
側、即ち図5では右周りのモーメントが常にかかった状
態になりやすい。そこでこれに対抗するために、従来で
は、水平アーム支持軸04に対してワークと反対側に重
錘013を備えたり、垂直アーム02の復帰補助用の引
張りばね014を備えたりしていた。
In the articulated robot having the above structure, the moment about the horizontal arm support shaft 04 is likely to be always applied to the side on which the work is suspended, that is, the clockwise moment in FIG. To counter this, conventionally, a weight 013 is provided on the side opposite to the work with respect to the horizontal arm support shaft 04, and a tension spring 014 for assisting the return of the vertical arm 02 is provided.

【0004】さらに、先端ハンドの駆動機能の必要なロ
ボットでは、ハンド駆動機能を水平アーム05の後端
(左端)に備えたりしていた。また水平アーム05の復
帰補助用の引張ばねを備えることもあった。
Further, in a robot which requires a drive function for the tip hand, the hand drive function is provided at the rear end (left end) of the horizontal arm 05. In addition, a tension spring for assisting the return of the horizontal arm 05 may be provided.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで水平アーム0
5のモーメントのバランスをとるために重錘013を備
えた場合には、重錘013の分だけ慣性が大きくなり高
速運動を阻害する。更に、重錘013が運動する空間が
他のアームの運動範囲と干渉しやすいので、ロボットの
運動範囲に制約がでてくる。
By the way, the horizontal arm 0
When the weight 013 is provided in order to balance the moment of 5, the inertia increases by the weight 013, which impedes high-speed motion. Furthermore, since the space in which the weight 013 moves easily interferes with the movement range of other arms, the movement range of the robot is restricted.

【0006】一方、先端ハンドの駆動機能の必要のない
ロボットでは、ハンド駆動機能を備えてモーメントのバ
ランスをとるということはできない。また水平アーム0
5に引張りばねを取り付けるのは難しかった。
On the other hand, a robot that does not require the drive function of the tip hand cannot equip the hand drive function to balance the moments. Also horizontal arm 0
Attaching a tension spring to 5 was difficult.

【0007】更に従来技術では、重錘013の重さや引
張りばね014のばね力を変更できない。よってワーク
重錘の変化に対応して、モーメントバランスをとるため
に付加するトルクを、連続操業の途中で変更できなかっ
た。
Further, in the prior art, the weight of the weight 013 and the spring force of the tension spring 014 cannot be changed. Therefore, the torque applied to balance the moment could not be changed during the continuous operation in response to the change in the work weight.

【0008】本発明は、上記従来技術に鑑み、慣性を増
加させることなく、しかもロボットの運動範囲に制約を
する必要がなく、更にモーメントバランスのために付加
するトルクを変更・調整をすることのできる小型な、多
関節ロボットのバランス装置を提供することを目的とす
る。
In view of the above-mentioned conventional technique, the present invention is capable of changing / adjusting the torque to be added for moment balance without increasing the inertia, and without restricting the range of motion of the robot. It is an object of the present invention to provide a compact balance device for an articulated robot.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明は、ケーシング内に備えられた水平アーム駆動軸と、
前記ケーシングに対して揺動自在に備えられた垂直アー
ムと、この垂直アームの頂部に揺動自在に備えられてお
り先端側でワークを持つ水平アームと、前記水平アーム
駆動軸の駆動力を前記水平アームの後端側に伝えて水平
アームを揺動させる水平アーム駆動リンクと、を有する
多関節ロボットに備えるバランス装置であって、前記ケ
ーシングに備えられており、前記水平アームの先端側に
生じるモーメントに対して反対向のモーメントを生じさ
せるトルクを前記水平アーム駆動軸に付与するよう水平
アーム駆動軸に連結されていることを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION To achieve the above object, the present invention provides a horizontal arm drive shaft provided in a casing,
A vertical arm swingably provided with respect to the casing, a horizontal arm swingably provided at the top of the vertical arm and having a work piece at a tip end side thereof, and a driving force of the horizontal arm drive shaft A balance device for a multi-joint robot having a horizontal arm drive link for transmitting to the rear end side of the horizontal arm to swing the horizontal arm, the balance device being provided in the casing and occurring at the front end side of the horizontal arm. It is characterized in that it is connected to the horizontal arm drive shaft so as to give a torque to the horizontal arm drive shaft which causes a moment opposite to the moment.

【0010】また本発明は、ケーシング内に備えられた
水平アーム駆動軸と、前記ケーシングに対して揺動自在
に備えられた垂直アームと、この垂直アームの頂部に揺
動自在に備えられており先端側でワークを持つ水平アー
ムと、前記水平アーム駆動軸の駆動力を前記水平アーム
の後端側に伝えて水平アームを揺動させる水平アーム駆
動リンクと、を有する多関節ロボットに備えるバランス
装置であって、前記水平アームの先端側に生じるモーメ
ントに対して反対向のモーメントを生じさせるトルク
を、前記水平アーム駆動軸に付与するように一端が水平
アーム駆動軸に連結されたねじりコイルばねと、このね
じりコイルばねの他端が連結されると共に、ねじりコイ
ルばねのねじり角を調整する回動方向に沿い取付位置が
調整できる状態で前記ケーシングに取り付けられた調整
フランジと、でなることを特徴とする。
Further, according to the present invention, a horizontal arm drive shaft provided in a casing, a vertical arm swingably provided with respect to the casing, and a swingably provided on a top portion of the vertical arm. A balance device provided for a multi-joint robot having a horizontal arm having a work piece at its tip side and a horizontal arm drive link for transmitting the driving force of the horizontal arm drive shaft to the rear end side of the horizontal arm to swing the horizontal arm. And a torsion coil spring whose one end is connected to the horizontal arm drive shaft so as to impart a torque to the horizontal arm drive shaft, which produces a torque that is opposite to the moment generated on the distal end side of the horizontal arm. , The other end of this torsion coil spring is connected, and the mounting position can be adjusted along the rotation direction for adjusting the torsion angle of the torsion coil spring. And adjustment flange attached to the casing, to become in the features.

【0011】また本発明は、ケーシング内に備えられた
水平アーム駆動軸と、前記ケーシングに対して揺動自在
に備えられた垂直アームと、この垂直アームの頂部に揺
動自在に備えられており先端側でワークを持つ水平アー
ムと、前記水平アーム駆動軸の駆動力を前記水平アーム
の後端側に伝えて水平アームを揺動させる水平アーム駆
動リンクと、を有する多関節ロボットに備えるバランス
装置であって、前記ケーシングに備えられており、前記
水平アームの先端側に生じるモーメントに対して反対向
のモーメントを生じさせるトルクを、前記水平アーム駆
動軸に付与するように出力用の回転軸が水平アーム駆動
軸に連結されており、しかも供給流体の圧力に応じて出
力トルクが変わるロータリーアクチュエータを備えたこ
とを特徴とする。
Further, according to the present invention, a horizontal arm drive shaft provided in a casing, a vertical arm swingably provided with respect to the casing, and a swingably provided on a top portion of the vertical arm. A balance device provided for a multi-joint robot having a horizontal arm having a work piece at its tip side and a horizontal arm drive link for transmitting the driving force of the horizontal arm drive shaft to the rear end side of the horizontal arm to swing the horizontal arm. The rotating shaft for output, which is provided in the casing, applies torque to the horizontal arm drive shaft to generate a torque that is opposite to the moment generated on the tip side of the horizontal arm. It is characterized in that it is provided with a rotary actuator which is connected to the horizontal arm drive shaft and whose output torque changes according to the pressure of the supplied fluid.

【0012】本発明では、バランス装置により水平アー
ム駆動トルクにトルクを付与して、水平アームに作用す
るモーメントのバランスをとる。バランス装置は、水平
アーム駆動軸のケーシングに備えたため、慣性を増加さ
せることなく、またロボットの運動範囲を制約すること
もない。更に調整フランジの位置調整によりねじりコイ
ルばねのねじり角を調整したり、ロータリーアクチュエ
ータに供給する流体圧を調整したりして、モーメントバ
ランスのために付与するトルクを調整できる。
In the present invention, the balance device imparts torque to the horizontal arm drive torque to balance the moments acting on the horizontal arm. Since the balancer is provided in the casing of the horizontal arm drive shaft, it does not increase the inertia and does not limit the range of motion of the robot. Further, by adjusting the position of the adjusting flange, the torsion angle of the torsion coil spring can be adjusted, and the fluid pressure supplied to the rotary actuator can be adjusted to adjust the torque applied for moment balance.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例を図面に基
づき詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0014】本発明の第1実施例を、多関節ロボット全
体を示す図1,図1のA−A断面である図2及び図2の
B−B断面である図3を参照して説明する。
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 1 showing the whole multi-joint robot, FIG. 2 which is an AA cross section of FIG. 1 and FIG. 3 which is a BB cross section of FIG. .

【0015】図1に示すように本体架台1には、垂直ア
ーム支持軸受3(図2参照)を介して垂直アーム2が揺
動自在に備えられている。垂直アーム2の頂部には水平
アーム支持軸4を介して水平アーム5が揺動自在に備え
られている。水平アーム5の先端(図中では右端)では
ワーククランプハンド6を介してワークを把持または吸
着する。水平アーム5の後端(図中では左端)には水平
アームリンク軸8を介して水平アームリンク9が取り付
けられ、水平アームリンク9の下端には水平アームリン
クレバー軸10を介して水平アーム駆動レバー11の左
端が取り付けられている。水平アーム駆動レバー11の
右端は、水平アーム駆動軸12に固定されている。水平
アーム駆動軸12はケーシング16内に備えられてい
る。
As shown in FIG. 1, the main frame 1 is provided with a vertical arm 2 which is swingable via a vertical arm support bearing 3 (see FIG. 2). A horizontal arm 5 is swingably mounted on the top of the vertical arm 2 via a horizontal arm support shaft 4. At the tip of the horizontal arm 5 (the right end in the figure), the work is gripped or sucked via the work clamp hand 6. A horizontal arm link 9 is attached to the rear end (left end in the figure) of the horizontal arm 5 via a horizontal arm link shaft 8, and a lower end of the horizontal arm link 9 is driven by a horizontal arm link lever shaft 10 to drive the horizontal arm. The left end of the lever 11 is attached. The right end of the horizontal arm drive lever 11 is fixed to the horizontal arm drive shaft 12. The horizontal arm drive shaft 12 is provided in the casing 16.

【0016】水平アーム用駆動源(モータ)により水平
アーム駆動軸12を回動させると、この力は、水平アー
ム駆動軸12→水平アーム駆動レバー11→水平アーム
リンクレバー軸10→水平アームリンク9→水平アーム
リンク軸8という経路(水平アーム駆動リンク)を介し
て水平アーム5に伝わる。この結果、駆動軸12の回動
に応じて、水平アーム5は水平アーム支持軸4を回動中
心として揺動する。
When the horizontal arm drive shaft (12) is rotated by the horizontal arm drive source (motor), this force is applied to the horizontal arm drive shaft 12 → horizontal arm drive lever 11 → horizontal arm link lever shaft 10 → horizontal arm link 9 → It is transmitted to the horizontal arm 5 via a path (horizontal arm drive link) called the horizontal arm link shaft 8. As a result, according to the rotation of the drive shaft 12, the horizontal arm 5 swings around the horizontal arm support shaft 4 as the rotation center.

【0017】一方、垂直アーム用駆動源(モータ)の力
が垂直アームリンク15を介して垂直アーム2に伝わる
ことにより、垂直アーム支持軸受3(図2参照)を回動
中心として垂直アーム2が揺動する。
On the other hand, the force of the vertical arm drive source (motor) is transmitted to the vertical arm 2 via the vertical arm link 15, so that the vertical arm 2 is rotated about the vertical arm support bearing 3 (see FIG. 2). Rock.

【0018】第1実施例では水平アーム5のモーメント
バランスをとるために、バランス装置20をケーシング
16に備えている。このバランス装置20では、ねじり
コイルばね21のばね力を利用して、水平アーム5に対
しワーク7と反対側のモーメントを生じさせるものであ
る。
In the first embodiment, a balance device 20 is provided in the casing 16 in order to balance the moment of the horizontal arm 5. In this balance device 20, the spring force of the torsion coil spring 21 is utilized to generate a moment on the side opposite to the work 7 with respect to the horizontal arm 5.

【0019】図2及び図3に示すように、ねじりコイル
ばね21の一端21−1は、駆動軸12の係合穴12−
1に挿入・係合されている。一方、ねじりコイルばね2
1の他端21−2は、調整フランジ22のばね用溝22
−1に挿入・係合されている。調整フランジ22には同
一円周上に並んだ状態で複数の長穴22−2が形成され
ており、ボルト23が長穴22−2を通って本体架台1
に締着されることにより、調整フランジ22が本体架台
1に固定される。よって調整フランジ22は、長穴22
−2の周方向長さの分だけ、周方向の取付位置が調整で
きる。
As shown in FIGS. 2 and 3, one end 21-1 of the torsion coil spring 21 has an engaging hole 12- of the drive shaft 12.
1 is inserted and engaged. On the other hand, torsion coil spring 2
The other end 21-2 of 1 is the groove 22 for springs of the adjustment flange 22.
-1 is inserted and engaged. The adjustment flange 22 has a plurality of elongated holes 22-2 formed in a line on the same circumference.
The adjustment flange 22 is fixed to the main body frame 1 by being fastened to the main frame 1. Therefore, the adjustment flange 22 has a long hole 22.
The mounting position in the circumferential direction can be adjusted by the amount of -2 in the circumferential direction.

【0020】前記ねじりコイルばね21は、予め必要な
角度だけねじって取り付けられている。このため、ねじ
りコイルばね21のばね力は、水平アーム駆動軸12→
水平アーム駆動レバー11→水平アームリンクレバー軸
10→水平アームリンク9→水平アームリンク軸8を介
して水平アーム5の後端(左端)に伝わる。しかも、ね
じりコイルばね21のばね力が、図1の水平アーム5に
おいて左周りのモーメントを生ずるように、ねじりコイ
ルばね21の取付方向が設定されている。このため水平
アーム5に作用する右周りモーメント(ワーク7や水平
アーム5のうち軸4よりも右側にある部分により生じ
る)と、左周りモーメント(ねじりコイルばね21のば
ね力や水平アーム5のうち軸4よりも左側にある部分に
より生じる)とのバランスがよくなり、水平アーム5の
駆動力を小さくすることができる。
The torsion coil spring 21 is previously attached by twisting it by a required angle. Therefore, the spring force of the torsion coil spring 21 increases the horizontal arm drive shaft 12 →
It is transmitted to the rear end (left end) of the horizontal arm 5 via the horizontal arm drive lever 11 → horizontal arm link lever shaft 10 → horizontal arm link 9 → horizontal arm link shaft 8. Moreover, the mounting direction of the torsion coil spring 21 is set so that the spring force of the torsion coil spring 21 produces a counterclockwise moment in the horizontal arm 5 in FIG. Therefore, a clockwise moment acting on the horizontal arm 5 (generated by the work 7 and a portion of the horizontal arm 5 on the right side of the axis 4) and a counterclockwise moment (spring force of the torsion coil spring 21 and the horizontal arm 5). (Caused by the portion on the left side of the shaft 4) and the driving force of the horizontal arm 5 can be reduced.

【0021】水平アーム5のバランスとしては、ねじり
コイルばね21の設定ねじり角を変えることにより、次
のようなモードを選ぶことができる。 ワーク7を把持したときに、水平アーム5が水平と
なるように、ねじりコイルばね21のばね力を調整した
モード。このモードにすると、水平アーム5の先端が上
方に向ったときや下方に向いたときに、ねじりコイルば
ね21のばね力により、水平アーム5を水平に戻す力が
働き、水平アーム5の駆動力を減じることができひいて
はロボット動作の高速化が計れる。ただしワーク7を外
した状態では過剰バランスとなる。 ねじりコイルばね21によるモーメントが、ワーク
7によるモーメントの半分となるように、ねじりコイル
ばね21のばね力を調整したモード。このモードでは、
ワーク7を外したときに過剰バランスが軽減される。
As the balance of the horizontal arm 5, the following modes can be selected by changing the set torsion angle of the torsion coil spring 21. A mode in which the spring force of the torsion coil spring 21 is adjusted so that the horizontal arm 5 becomes horizontal when the work 7 is gripped. In this mode, when the tip of the horizontal arm 5 is directed upward or downward, the spring force of the torsion coil spring 21 exerts a force for returning the horizontal arm 5 to the horizontal direction, and the driving force of the horizontal arm 5 is exerted. Therefore, the robot can be operated at high speed. However, when the work 7 is removed, the balance becomes excessive. A mode in which the spring force of the torsion coil spring 21 is adjusted so that the moment of the torsion coil spring 21 becomes half of the moment of the work 7. In this mode,
Excessive balance is reduced when the work 7 is removed.

【0022】ねじりコイルばね21を取り付けた後に、
ねじりコイルばね21のねじり角の調整をすることもで
きる。つまりボルト23を緩めて、長穴22−2の長さ
(周方向長さ)の分だけ調整フランジ22を回転させる
と、ねじりコイルばね21のねじり角が変化するので、
この変化した状態で再度ボルト23を締めて調整フラン
ジ22を本体架台1に固定するのである。このようにす
れば、操業途中であっても、ねじりコイルばね21によ
るバネ力、ひいてはバランスをとるためのトルクを容易
に調整することができる。
After attaching the torsion coil spring 21,
The torsion angle of the torsion coil spring 21 can also be adjusted. That is, when the bolt 23 is loosened and the adjustment flange 22 is rotated by the length (circumferential length) of the slot 22-2, the torsion angle of the torsion coil spring 21 changes.
In this changed state, the bolts 23 are tightened again to fix the adjustment flange 22 to the main frame 1. With this configuration, the spring force of the torsion coil spring 21, and thus the torque for balancing can be easily adjusted even during the operation.

【0023】ねじりコイルばね21は、軽量で慣性が少
く、しかも回動の中心部、即ち水平アーム駆動軸12と
調整フランジ22の間に配置されているため、水平アー
ム5の運動に伴って動く部分は小さくて回転半径も小さ
く、慣性の増加は最小限にできる。
Since the torsion coil spring 21 is light in weight and has a small inertia and is arranged at the center of rotation, that is, between the horizontal arm drive shaft 12 and the adjusting flange 22, the torsion coil spring 21 moves with the movement of the horizontal arm 5. The part is small and the radius of gyration is small, and the increase of inertia can be minimized.

【0024】ここで、水平アーム5とワーク7のモーメ
ントに対し、ねじりコイルばね21によりモーメントバ
ランスをとることにより得られる効果の具体例を説明し
ておく。垂直アーム2及び水平アーム5の関節長が0.
75[m]で、ワーク7の重量が30[kg]で、1分間
当り20回だけワーク7を1[m]上下往復させる運動
をした。この状態ではワーク7を持ち上げるときには、
慣性トルク及び質量トルクの合計で水平アーム駆動軸1
2に約650[N・m]のトルクが必要である。このと
き、ねじりコイルばね21により、水平アーム5とワー
ク7の質量の半分に相当するトルクを生じさせておく
と、必要トルクは約130[N・m]、即ち20[%]
減少する。
Here, a specific example of the effect obtained by balancing the moment of the horizontal arm 5 and the work 7 by the torsion coil spring 21 will be described. The joint length of the vertical arm 2 and the horizontal arm 5 is 0.
At 75 [m], the weight of the work 7 was 30 [kg], and the work 7 was reciprocated up and down 1 [m] 20 times per minute. In this state, when lifting the work 7,
Horizontal arm drive shaft 1 in total of inertia torque and mass torque
2 requires a torque of about 650 [N · m]. At this time, if a torque corresponding to half the mass of the horizontal arm 5 and the work 7 is generated by the torsion coil spring 21, the required torque is about 130 [Nm], that is, 20 [%].
Decrease.

【0025】次に本発明の第2実施例を、その要部を示
す図4を参照して説明する。第2実施例のバランス装置
30では、ロータリーアクチュエータ31の力を利用し
て、水平アーム5に対しワーク7によるモーメントと反
対側のモーメント(左周りモーメント)を生じさせるも
のである。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the balance device 30 of the second embodiment, the force of the rotary actuator 31 is used to generate a moment (counterclockwise moment) on the side opposite to the moment of the work 7 with respect to the horizontal arm 5.

【0026】図4に示すように、固定部32にボルト付
した端板33には、ロータリーアクチュエータ31が取
り付けられている。ロータリーアクチュエータ31の回
転軸31−1は、水平アーム駆動軸12の嵌合穴12−
2に嵌合してキー係合している。
As shown in FIG. 4, a rotary actuator 31 is attached to an end plate 33 which is bolted to the fixing portion 32. The rotary shaft 31-1 of the rotary actuator 31 has a fitting hole 12- for the horizontal arm drive shaft 12.
2 is fitted and key-engaged.

【0027】ロータリーアクチュエータ31に圧縮空気
を供給すると、回転軸31−1が回転する。回転軸31
−1のトルクは、ロータリーアクチュエータ31に供給
する圧縮空気の空気圧を、例えば圧力レギュレータの絞
りを調整することにより、可変にすることができる。
When compressed air is supplied to the rotary actuator 31, the rotary shaft 31-1 rotates. Rotating shaft 31
The torque of -1 can be made variable by adjusting the air pressure of the compressed air supplied to the rotary actuator 31, for example, by adjusting the throttle of the pressure regulator.

【0028】ロータリーアクチュエータ31の力は、第
1実施例のときと同じ経路(水平アーム駆動リンク)を
介して水平アーム5に伝わり、水平アーム5に対しワー
ク7によるトルクと反対側のトルクを生じる。
The force of the rotary actuator 31 is transmitted to the horizontal arm 5 via the same path (horizontal arm drive link) as in the first embodiment, and produces a torque on the side opposite to the torque generated by the work 7 with respect to the horizontal arm 5. .

【0029】第2実施例では、ロータリーアクチュエー
タ31により生じる力を、外部の圧力レギュレータ等に
より任意に且つ迅速に調整することができるので、水平
アーム5の動き(傾き)やワーク7の重さの変更に応じ
て、ロータリーアクチュエータ31により生じる力を容
易・迅速に調整できる。このようにすることにより、操
業中であっても水平アーム5のバランスを常に良好にと
ることができる。
In the second embodiment, the force generated by the rotary actuator 31 can be adjusted arbitrarily and quickly by an external pressure regulator or the like, so that the movement (tilt) of the horizontal arm 5 and the weight of the work 7 can be adjusted. The force generated by the rotary actuator 31 can be easily and quickly adjusted according to the change. By doing so, the horizontal arm 5 can always be well balanced even during operation.

【0030】なお図4の例では空気圧により作動するロ
ータリーアクチュエータ31を用いたが、油圧により作
動するタイプのロータリーアクチュエータを用いるよう
にしてもよい。
Although the rotary actuator 31 which operates by air pressure is used in the example of FIG. 4, a rotary actuator which operates by hydraulic pressure may be used.

【0031】[0031]

【発明の効果】以上実施例と共に具体的に説明したよう
に本発明では、水平アームの先端側に生じるモーメント
に対して反対向のモーメントを生じさせるバランス装置
をケーシングに備え、バランス装置のトルクを水平アー
ム駆動軸に伝えるようにした。つまりバランス装置を回
転中心に配置するようにしたので、水平アームの運動に
伴いバランス装置が動く量が小さいので、慣性を増加さ
せることや、ロボットの運動範囲に制約をすることな
く、水平アームのモーメントバランスをよくすることが
できる。
As described above in detail with the embodiments, in the present invention, the casing is provided with a balance device for producing a moment opposite to the moment produced on the tip side of the horizontal arm, and the torque of the balance device is provided. It is designed to be transmitted to the horizontal arm drive shaft. In other words, since the balance device is arranged at the center of rotation, the amount of movement of the balance device along with the movement of the horizontal arm is small.Therefore, without increasing the inertia or restricting the range of motion of the robot, The moment balance can be improved.

【0032】また、ねじりコイルばねと調整フランジを
用いたバランス装置では、ねじりコイルばねの質量が軽
いので更に慣性を小さくできると共に、調整フランジの
位置調整により、ねじりコイルばねで発生するトルク調
整もできる。
In the balance device using the torsion coil spring and the adjusting flange, the inertia of the torsion coil spring can be further reduced because the mass of the torsion coil spring is light, and the torque generated by the torsion coil spring can be adjusted by adjusting the position of the adjusting flange. .

【0033】更にロータリーアクチュエータを用いたバ
ランス装置では、供給流体圧を加減することにより容易
にトルク調整ができる。
Further, in the balance device using the rotary actuator, the torque can be easily adjusted by adjusting the supply fluid pressure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1実施例を適用した多関節ロボット
を示す構成図。
FIG. 1 is a configuration diagram showing an articulated robot to which a first embodiment of the present invention is applied.

【図2】図1のA−A断面を示す断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view showing an AA cross section of FIG.

【図3】図2のB−B断面を示す断面図。3 is a cross-sectional view showing a BB cross section of FIG. 2;

【図4】本発明の第2実施例を示す断面図。FIG. 4 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図5】従来の多関節ロボットを示す構成図。FIG. 5 is a configuration diagram showing a conventional articulated robot.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

01,1 本体架台 02,2 垂直アーム 3 垂直アーム支持軸受 04,4 水平アーム支持軸 05,5 水平アーム 6 ワーククランプハンド 7 ワーク 08,8 水平アームリンク軸 09,9 水平アームリンク 010,10 水平アームリンクレバー軸 011,11 水平アーム駆動レバー 12 水平アーム駆動軸 12−1 係合穴 013 重錘 014 引張りばね 15 垂直アームリンク 16 ケーシング 20 バランス装置 21 ねじりコイルばね 21−1 一端 21−2 他端 22 調整フランジ 22−1 ばね用溝 22−2 長穴 23 ボルト 30 バランス装置 31 ロータリーアクチュエータ 31−1 回転軸 32 ケーシング 33 端板 01,1 Main body base 02,2 Vertical arm 3 Vertical arm support bearing 04,4 Horizontal arm support shaft 05,5 Horizontal arm 6 Work clamp hand 7 Work 08,8 Horizontal arm link shaft 09,9 Horizontal arm link 010,10 Horizontal Arm link lever shaft 011, 11 Horizontal arm drive lever 12 Horizontal arm drive shaft 12-1 Engagement hole 013 Weight 014 Tension spring 15 Vertical arm link 16 Casing 20 Balance device 21 Torsion coil spring 21-1 One end 21-2 The other end 22 Adjustment flange 22-1 Spring groove 22-2 Long hole 23 Bolt 30 Balance device 31 Rotary actuator 31-1 Rotating shaft 32 Casing 33 End plate

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ケーシング内に備えられた水平アーム駆
動軸と、前記ケーシングに対して揺動自在に備えられた
垂直アームと、この垂直アームの頂部に揺動自在に備え
られており先端側でワークを持つ水平アームと、前記水
平アーム駆動軸の駆動力を前記水平アームの後端側に伝
えて水平アームを揺動させる水平アーム駆動リンクと、
を有する多関節ロボットに備えるバランス装置であっ
て、 前記ケーシングに備えられており、前記水平アームの先
端側に生じるモーメントに対して反対向のモーメントを
生じさせるトルクを前記水平アーム駆動軸に付与するよ
う水平アーム駆動軸に連結されていることを特徴とする
多関節ロボットのバランス装置。
1. A horizontal arm drive shaft provided in a casing, a vertical arm swingably provided with respect to the casing, and a swingably provided at the top of the vertical arm at the tip end side. A horizontal arm having a work, and a horizontal arm drive link for transmitting the driving force of the horizontal arm drive shaft to the rear end side of the horizontal arm to swing the horizontal arm,
A balancer for a multi-joint robot having: a torque that is provided in the casing and that generates a moment opposite to the moment generated at the tip of the horizontal arm, is applied to the horizontal arm drive shaft. A balance device for an articulated robot, characterized in that it is connected to a horizontal arm drive shaft.
【請求項2】 ケーシング内に備えられた水平アーム駆
動軸と、前記ケーシングに対して揺動自在に備えられた
垂直アームと、この垂直アームの頂部に揺動自在に備え
られており先端側でワークを持つ水平アームと、前記水
平アーム駆動軸の駆動力を前記水平アームの後端側に伝
えて水平アームを揺動させる水平アーム駆動リンクと、
を有する多関節ロボットに備えるバランス装置であっ
て、 前記水平アームの先端側に生じるモーメントに対して反
対向のモーメントを生じさせるトルクを、前記水平アー
ム駆動軸に付与するように一端が水平アーム駆動軸に連
結されたねじりコイルばねと、 このねじりコイルばねの他端が連結されると共に、ねじ
りコイルばねのねじり角を調整する回動方向に沿い取付
位置が調整できる状態で前記ケーシングに取り付けられ
た調整フランジと、でなることを特徴とする多関節ロボ
ットのバランス装置。
2. A horizontal arm drive shaft provided in a casing, a vertical arm swingably provided with respect to the casing, and a swingably provided on the top of the vertical arm at the tip end side. A horizontal arm having a work, and a horizontal arm drive link for transmitting the driving force of the horizontal arm drive shaft to the rear end side of the horizontal arm to swing the horizontal arm,
A balance device provided in a multi-joint robot having: a horizontal arm driving device for applying a torque to a horizontal arm driving shaft to generate a torque that is opposite to a moment generated on the distal end side of the horizontal arm. The torsion coil spring connected to the shaft and the other end of the torsion coil spring are connected, and the torsion coil spring is attached to the casing in a state in which the attachment position can be adjusted along the rotation direction for adjusting the torsion angle of the torsion coil spring. A balance device for an articulated robot characterized by comprising an adjusting flange.
【請求項3】 ケーシング内に備えられた水平アーム駆
動軸と、前記ケーシングに対して揺動自在に備えられた
垂直アームと、この垂直アームの頂部に揺動自在に備え
られており先端側でワークを持つ水平アームと、前記水
平アーム駆動軸の駆動力を前記水平アームの後端側に伝
えて水平アームを揺動させる水平アーム駆動リンクと、
を有する多関節ロボットに備えるバランス装置であっ
て、 前記ケーシングに備えられており、前記水平アームの先
端側に生じるモーメントに対して反対向のモーメントを
生じさせるトルクを、前記水平アーム駆動軸に付与する
ように出力用の回転軸が水平アーム駆動軸に連結されて
おり、しかも供給流体の圧力に応じて出力トルクが変わ
るロータリーアクチュエータを備えたことを特徴とする
多関節ロボットのバランス装置。
3. A horizontal arm drive shaft provided in a casing, a vertical arm swingably provided with respect to the casing, and a swingably provided on the top of the vertical arm at the tip side. A horizontal arm having a work, and a horizontal arm drive link for transmitting the driving force of the horizontal arm drive shaft to the rear end side of the horizontal arm to swing the horizontal arm,
A balance device provided for a multi-joint robot having: a torque that is provided in the casing and that produces a moment opposite to a moment produced at a tip side of the horizontal arm, is applied to the horizontal arm drive shaft. As described above, a balance device for an articulated robot characterized in that a rotary shaft for output is connected to a horizontal arm drive shaft and a rotary actuator whose output torque changes according to the pressure of a supplied fluid is provided.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101258111B1 (en) * 2010-06-04 2013-04-24 (주)로보티즈 Joint structure for articulated robot having load balancer for torque compensation
CN104708623A (en) * 2015-04-10 2015-06-17 苏州荣威工贸有限公司 Robot with adjustable balance moment
CN108081310A (en) * 2016-11-23 2018-05-29 克恩-里伯斯(太仓)有限公司 A kind of gravity balance device of mechanical arm
CN114632883A (en) * 2022-05-18 2022-06-17 合肥合锻智能制造股份有限公司 Mechanical arm for thermal forming

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