JPH1015874A - 産業用ロボットの重力補償用ばね装置 - Google Patents
産業用ロボットの重力補償用ばね装置Info
- Publication number
- JPH1015874A JPH1015874A JP19826896A JP19826896A JPH1015874A JP H1015874 A JPH1015874 A JP H1015874A JP 19826896 A JP19826896 A JP 19826896A JP 19826896 A JP19826896 A JP 19826896A JP H1015874 A JPH1015874 A JP H1015874A
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- spring
- spring device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 コイルばねの全たわみを動作に利用でき、全
長に比べて動作ストロークが大きく取れる重力補償用ば
ね装置を提供する。 【解決手段】 ばね箱２０とコイルばね３０と連結棒４
０とばね受５０からなる、産業用ロボットの重力補償用
ばね装置１０において、前記ばね箱２０に固定した案内
棒６０と、前記案内棒６０が貫通する案内穴が開いたば
ね受５０を設け、ばね受５０を案内棒６０に沿って摺動
させる。
長に比べて動作ストロークが大きく取れる重力補償用ば
ね装置を提供する。 【解決手段】 ばね箱２０とコイルばね３０と連結棒４
０とばね受５０からなる、産業用ロボットの重力補償用
ばね装置１０において、前記ばね箱２０に固定した案内
棒６０と、前記案内棒６０が貫通する案内穴が開いたば
ね受５０を設け、ばね受５０を案内棒６０に沿って摺動
させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は産業用ロボットにお
ける重力補償用ばね装置に関する。
ける重力補償用ばね装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の産業用ロボットの重力補償用ばね
装置を図によって説明する。図３は重力補償用ばね装置
の構造を示す側断面図である。１０は重力補償用ばね装
置である。重力補償用ばね装置１０は、ばね箱２０、コ
イルばね３０、連結棒４０、ばね受５０から構成され
る。前記ばね箱２０は胴体２１、上部フランジ２２、及
び下部フランジ２３から構成される。胴体２１は中空の
円筒状の部品である。上部フランジ２２と下部フランジ
２３は、胴体２１の上端と下端にそれぞれ固定されてい
る。前記上部フランジ２２には、上部取付部２２ａが取
り付けられている。前記下部フランジ２３には、前記重
力補償用ばね装置１０の長手方向に延びた支持筒部２３
ａがあり、支持筒部２３ａの内部の上下端には滑り軸受
２３ｂが装着されている。前記連結棒４０の下端部には
下部取付部４０ａを取り付けている。連結棒４０は前記
下部フランジ２３の外側から、上端部を先頭にして、前
記支持筒２３ａを通って、前記ばね箱２０の中に差し込
まれている。前記滑り軸受２３ｂは前記支持筒部２３ａ
の上下端の２点で、連結棒４０を支持している。ばね受
５０は、ばね箱２０の中にあって、前記連結棒４０の上
端部と結合している。すなわち、ばね受５０は、連結棒
４０と一体になって、前記上部フランジ２２の下面と、
前記支持筒２３ａの上面の間で、自在に摺動する。前記
コイルばね３０は、前記ばね箱２０の中にあって、前記
ばね受５０と前記下部フランジ２３に、両端を支持され
ている。前記重力補償用ばね装置１０は、以上のような
構造であり、前記連結棒４０を前記ばね箱２０の外に引
き出すと、コイルばね３０が圧縮されて、連結棒４０を
ばね箱２０の中に引き戻す方向に、コイルばね３０の反
力が生じる。
装置を図によって説明する。図３は重力補償用ばね装置
の構造を示す側断面図である。１０は重力補償用ばね装
置である。重力補償用ばね装置１０は、ばね箱２０、コ
イルばね３０、連結棒４０、ばね受５０から構成され
る。前記ばね箱２０は胴体２１、上部フランジ２２、及
び下部フランジ２３から構成される。胴体２１は中空の
円筒状の部品である。上部フランジ２２と下部フランジ
２３は、胴体２１の上端と下端にそれぞれ固定されてい
る。前記上部フランジ２２には、上部取付部２２ａが取
り付けられている。前記下部フランジ２３には、前記重
力補償用ばね装置１０の長手方向に延びた支持筒部２３
ａがあり、支持筒部２３ａの内部の上下端には滑り軸受
２３ｂが装着されている。前記連結棒４０の下端部には
下部取付部４０ａを取り付けている。連結棒４０は前記
下部フランジ２３の外側から、上端部を先頭にして、前
記支持筒２３ａを通って、前記ばね箱２０の中に差し込
まれている。前記滑り軸受２３ｂは前記支持筒部２３ａ
の上下端の２点で、連結棒４０を支持している。ばね受
５０は、ばね箱２０の中にあって、前記連結棒４０の上
端部と結合している。すなわち、ばね受５０は、連結棒
４０と一体になって、前記上部フランジ２２の下面と、
前記支持筒２３ａの上面の間で、自在に摺動する。前記
コイルばね３０は、前記ばね箱２０の中にあって、前記
ばね受５０と前記下部フランジ２３に、両端を支持され
ている。前記重力補償用ばね装置１０は、以上のような
構造であり、前記連結棒４０を前記ばね箱２０の外に引
き出すと、コイルばね３０が圧縮されて、連結棒４０を
ばね箱２０の中に引き戻す方向に、コイルばね３０の反
力が生じる。
【０００３】次に重力補償用ばね装置１０の産業用ロボ
ットにおける作用を説明する。図４は産業用ロボット１
を示す。産業用ロボット１は、ベース２と、旋回ヘッド
３と、第１アーム４と、第２アーム５と、手首部６と、
重力補償用ばね装置１０から成る。前記第１アーム４
は、前記旋回ヘッド３に回動自在に連結されている。前
記重力補償用ばね装置１０、は上部取付部２２ａを介し
て前記第１アーム４に、また下部取付部４０ａを介して
前記旋回ヘッド３に、それぞれ連結されている。前記第
１アーム４が垂直な状態にあるとき、前記重力補償用ば
ね装置１０は、前記連結棒４０が、前記ばね箱２０の中
に引き込まれた状態、すなわち縮んだ状態にある。第１
アーム４を、前または後に回動させると、第１アーム４
自身と前記第２アーム５と前記手首部６の質量に加わる
重力によって、第１アーム４を倒す方向のモーメントが
発生する。一方この時、前記連結棒４０が前記ばね箱２
０から引き出されるから、前記重力補償用ばね装置１０
は、前記第１アーム４を垂直姿勢に戻す方向に力を発生
する。このような機構によって、重力補償用ばね装置１
０は、第１アーム４の回動軸( 図示せず) に負荷される
重力によるモーメントを軽減する働きをする。
ットにおける作用を説明する。図４は産業用ロボット１
を示す。産業用ロボット１は、ベース２と、旋回ヘッド
３と、第１アーム４と、第２アーム５と、手首部６と、
重力補償用ばね装置１０から成る。前記第１アーム４
は、前記旋回ヘッド３に回動自在に連結されている。前
記重力補償用ばね装置１０、は上部取付部２２ａを介し
て前記第１アーム４に、また下部取付部４０ａを介して
前記旋回ヘッド３に、それぞれ連結されている。前記第
１アーム４が垂直な状態にあるとき、前記重力補償用ば
ね装置１０は、前記連結棒４０が、前記ばね箱２０の中
に引き込まれた状態、すなわち縮んだ状態にある。第１
アーム４を、前または後に回動させると、第１アーム４
自身と前記第２アーム５と前記手首部６の質量に加わる
重力によって、第１アーム４を倒す方向のモーメントが
発生する。一方この時、前記連結棒４０が前記ばね箱２
０から引き出されるから、前記重力補償用ばね装置１０
は、前記第１アーム４を垂直姿勢に戻す方向に力を発生
する。このような機構によって、重力補償用ばね装置１
０は、第１アーム４の回動軸( 図示せず) に負荷される
重力によるモーメントを軽減する働きをする。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、従来技術に
よる重力補償用ばね装置１０の動作ストロークは、前記
下部フランジ２３の支持筒部２３ａによって制限されて
いるので、外形寸法に比べて小さくなると言う問題があ
った。詳述すれば、以下のような問題である。重力補償
用ばね装置１０は、前記第１アーム４に取り付けられて
いるので、傾斜した姿勢をとる事がある。この時、重力
補償用ばね装置１０には自重によって、曲げモーメント
が加わる。この曲げモーメントを支えるために、前記支
持筒部２３ａを長くする必要があった。なぜなら、支持
筒部２３ａを短くすると、前記滑り軸受２３ｂに加わる
半径方向の負荷が大きくなるので、次の様な問題が発生
するからである。 （１）滑り軸受の異常な磨耗が発生する。 （２）動作時に異音が発生する。 （３）連結棒や、ばねが破損する。 以上の理由により、支持筒部２３ａは前記コイルばね３
０の密着高さより高くなり、前記重力補償用ばね装置１
０の動作ストロークは、コイルばね３０の全たわみ、つ
まりコイルばね３０の自然高さと密着高さの差より小さ
くなることがある。すなわち、これが前記支持筒部２３
ａによって重力補償用ばね装置１０の動作ストロークが
制限される原因である。また、支持筒部２３ａを前記ば
ね箱２０の外側に伸ばすことは、重力補償用ばね装置１
０の外形寸法が大きくなるので、不適切である。一方、
前記第１アーム４の動作角度を大きく取るために、動作
ストロークの大きな重力補償用ばね装置１０が必要とさ
れるが、以上の理由により実現が難しかった。そこで、
本発明は、コイルばねの全たわみを動作に利用でき、全
長に比べて動作ストロークが大きく取れる重力補償用ば
ね装置を提供することを目的とする。
よる重力補償用ばね装置１０の動作ストロークは、前記
下部フランジ２３の支持筒部２３ａによって制限されて
いるので、外形寸法に比べて小さくなると言う問題があ
った。詳述すれば、以下のような問題である。重力補償
用ばね装置１０は、前記第１アーム４に取り付けられて
いるので、傾斜した姿勢をとる事がある。この時、重力
補償用ばね装置１０には自重によって、曲げモーメント
が加わる。この曲げモーメントを支えるために、前記支
持筒部２３ａを長くする必要があった。なぜなら、支持
筒部２３ａを短くすると、前記滑り軸受２３ｂに加わる
半径方向の負荷が大きくなるので、次の様な問題が発生
するからである。 （１）滑り軸受の異常な磨耗が発生する。 （２）動作時に異音が発生する。 （３）連結棒や、ばねが破損する。 以上の理由により、支持筒部２３ａは前記コイルばね３
０の密着高さより高くなり、前記重力補償用ばね装置１
０の動作ストロークは、コイルばね３０の全たわみ、つ
まりコイルばね３０の自然高さと密着高さの差より小さ
くなることがある。すなわち、これが前記支持筒部２３
ａによって重力補償用ばね装置１０の動作ストロークが
制限される原因である。また、支持筒部２３ａを前記ば
ね箱２０の外側に伸ばすことは、重力補償用ばね装置１
０の外形寸法が大きくなるので、不適切である。一方、
前記第１アーム４の動作角度を大きく取るために、動作
ストロークの大きな重力補償用ばね装置１０が必要とさ
れるが、以上の理由により実現が難しかった。そこで、
本発明は、コイルばねの全たわみを動作に利用でき、全
長に比べて動作ストロークが大きく取れる重力補償用ば
ね装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
めに、本発明は、ばね箱の中に案内棒を装置して、ばね
受に設けた案内穴に取り付けた滑り軸受に案内棒を通し
て、ばね受が案内棒に沿って摺動するようにする。この
様にして、連結棒は下部フランジと案内棒の２点で支持
されるので、下部フランジの支持筒部は不要となり、コ
イルばねの全たわみを、重力補償用ばね装置の動作スト
ロークとして利用できるので、重力補償用ばね装置の動
作ストロークを大きくできる。
めに、本発明は、ばね箱の中に案内棒を装置して、ばね
受に設けた案内穴に取り付けた滑り軸受に案内棒を通し
て、ばね受が案内棒に沿って摺動するようにする。この
様にして、連結棒は下部フランジと案内棒の２点で支持
されるので、下部フランジの支持筒部は不要となり、コ
イルばねの全たわみを、重力補償用ばね装置の動作スト
ロークとして利用できるので、重力補償用ばね装置の動
作ストロークを大きくできる。
【０００６】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の実施例を示す重
力補償用ばね装置の側断面図である。ただし、説明に不
要な部分は省略している。１０は重力補償用ばね装置で
ある。重力補償用ばね装置１０は、ばね箱２０、コイル
ばね３０、連結棒４０、ばね受５０、及び案内棒６０か
ら構成される。前記ばね箱２０は胴体２１、上部フラン
ジ２２、及び下部フランジ２３から構成される。胴体２
１は中空の円筒状の部品である。上部フランジ２２と下
部フランジ２３は、胴体２１の上端と下端にそれぞれ固
定されている。前記上部フランジ２２には、上部取付部
２２ａが取り付けられている。前記下部フランジ２３に
は、前記連結棒４０が貫通する開口があり、前記開口の
内部には滑り軸受２３ｂが装着されている。前記連結棒
４０の下端部には下部取付部４０ａが取り付けてある。
連結棒４０は、前記下部フランジ２３の外側から、上端
部を先頭にして、前記ばね箱２０の中に差し込まれてい
る。前記滑り軸受２３ｂは連結棒４０の摺動を支持して
いる。ばね受５０は、ばね箱２０の中にあって、前記連
結棒４０の上端部と結合している。前記ばね受５０に
は、３個の案内穴５０ａが同一円周上に等分に配置され
て、開口している。案内穴５０ａの内部には、滑り軸受
５０ｂが取付けられている。前記案内棒６０は、３本
が、前記ばね箱２０の内部の前記案内穴５０ａに対応す
る位置に配置され、両端を前記上部フランジ２２と下部
フランジ２３で固定されている。案内棒６０は前記滑り
軸受５０ｂに挿入されている。すなわち前記ばね受５０
は３本の案内棒６０に支持されて摺動する。前記コイル
ばね３０は、前記ばね箱２０の中にあって、前記ばね受
５０と前記下部フランジ２３に、両端を支持されてい
る。このようにして、前記連結棒４０及び前記ばね受５
０は、前記下部フランジ２３と、前記案内棒６０で支持
されているので、従来技術の例で示したような支持筒部
２３ａを必要としない。従って前記コイルばね３０の全
たわみを動作に利用できるので、重力補償用ばね装置１
０の動作ストロークを大きくとれる。また、前記重力補
償用ばね装置１０を最も引き延ばした状態、即ち前記コ
イルばね３０を最も縮めた状態であっても、前記滑り軸
受２３ｂと前記滑り軸受５０ｂとの距離は十分な長さを
とれるので、重力補償用ばね装置１０に曲げが加わった
ときに、滑り軸受２３ｂと５０ｂに加わる半径方向の力
は小さい。従って滑り軸受２３ｂと５０ｂの異常磨耗や
異音は発生しない。さらに滑り軸受２３ｂと５０ｂの異
常磨耗がないので、前記連結棒４０や前記ばね受５０
が、前記ばね箱２０の中で倒れる事もない。そのため、
前記コイルばね３０や連結棒４０の破損も、防止でき
る。なお、案内棒６０と案内穴５０ａは１組だけ、ある
いは２組であっても、本発明は実施できる。
力補償用ばね装置の側断面図である。ただし、説明に不
要な部分は省略している。１０は重力補償用ばね装置で
ある。重力補償用ばね装置１０は、ばね箱２０、コイル
ばね３０、連結棒４０、ばね受５０、及び案内棒６０か
ら構成される。前記ばね箱２０は胴体２１、上部フラン
ジ２２、及び下部フランジ２３から構成される。胴体２
１は中空の円筒状の部品である。上部フランジ２２と下
部フランジ２３は、胴体２１の上端と下端にそれぞれ固
定されている。前記上部フランジ２２には、上部取付部
２２ａが取り付けられている。前記下部フランジ２３に
は、前記連結棒４０が貫通する開口があり、前記開口の
内部には滑り軸受２３ｂが装着されている。前記連結棒
４０の下端部には下部取付部４０ａが取り付けてある。
連結棒４０は、前記下部フランジ２３の外側から、上端
部を先頭にして、前記ばね箱２０の中に差し込まれてい
る。前記滑り軸受２３ｂは連結棒４０の摺動を支持して
いる。ばね受５０は、ばね箱２０の中にあって、前記連
結棒４０の上端部と結合している。前記ばね受５０に
は、３個の案内穴５０ａが同一円周上に等分に配置され
て、開口している。案内穴５０ａの内部には、滑り軸受
５０ｂが取付けられている。前記案内棒６０は、３本
が、前記ばね箱２０の内部の前記案内穴５０ａに対応す
る位置に配置され、両端を前記上部フランジ２２と下部
フランジ２３で固定されている。案内棒６０は前記滑り
軸受５０ｂに挿入されている。すなわち前記ばね受５０
は３本の案内棒６０に支持されて摺動する。前記コイル
ばね３０は、前記ばね箱２０の中にあって、前記ばね受
５０と前記下部フランジ２３に、両端を支持されてい
る。このようにして、前記連結棒４０及び前記ばね受５
０は、前記下部フランジ２３と、前記案内棒６０で支持
されているので、従来技術の例で示したような支持筒部
２３ａを必要としない。従って前記コイルばね３０の全
たわみを動作に利用できるので、重力補償用ばね装置１
０の動作ストロークを大きくとれる。また、前記重力補
償用ばね装置１０を最も引き延ばした状態、即ち前記コ
イルばね３０を最も縮めた状態であっても、前記滑り軸
受２３ｂと前記滑り軸受５０ｂとの距離は十分な長さを
とれるので、重力補償用ばね装置１０に曲げが加わった
ときに、滑り軸受２３ｂと５０ｂに加わる半径方向の力
は小さい。従って滑り軸受２３ｂと５０ｂの異常磨耗や
異音は発生しない。さらに滑り軸受２３ｂと５０ｂの異
常磨耗がないので、前記連結棒４０や前記ばね受５０
が、前記ばね箱２０の中で倒れる事もない。そのため、
前記コイルばね３０や連結棒４０の破損も、防止でき
る。なお、案内棒６０と案内穴５０ａは１組だけ、ある
いは２組であっても、本発明は実施できる。
【０００７】
【発明の効果】本発明によれば、次のような効果があ
る。 （１）動作ストロークの長い重力補償用ばね装置を提供
できる。 （２）摺動部の異常磨耗、異音発生を防止できる。 （３）コイルばね、連結棒の破損を防止できる。
る。 （１）動作ストロークの長い重力補償用ばね装置を提供
できる。 （２）摺動部の異常磨耗、異音発生を防止できる。 （３）コイルばね、連結棒の破損を防止できる。
【図１】本発明の実施例を示す産業用ロボットの重力補
償用ばね装置の側断面図である。
償用ばね装置の側断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿う平断面図である。
【図３】従来技術における産業用ロボットの重力補償用
ばね装置を示す側断面図である。
ばね装置を示す側断面図である。
【図４】従来技術における産業用ロボットを示す側面図
である。
である。
１：産業用ロボット ２：ベース ３：旋回ヘッド ４：第１アーム ５：第２アーム ６：手首部 １０：重力補償用ばね装置 ２０：ばね箱 ２１：胴体 ２２：上部フランジ ２２ａ：上部取付部 ２３：下部フランジ ２３ａ：支持筒部 ２３ｂ：滑り軸受 ３０：コイルばね ４０：連結棒 ４０ａ：下部取付部 ５０：ばね受 ５０ａ：案内穴 ５０ｂ：滑り軸受 ６０：案内棒
Claims (1)
- 【請求項１】 ばね箱とコイルばねと連結棒とばね受か
らなる、産業用ロボットの重力補償用ばね装置におい
て、前記ばね箱に固定した案内棒と、前記案内棒が貫通
する案内穴を設けたばね受を有することを特徴とする産
業用ロボットの重力補償用ばね装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826896A JPH1015874A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 産業用ロボットの重力補償用ばね装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19826896A JPH1015874A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 産業用ロボットの重力補償用ばね装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1015874A true JPH1015874A (ja) | 1998-01-20 |
Family
ID=16388317
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19826896A Pending JPH1015874A (ja) | 1996-07-08 | 1996-07-08 | 産業用ロボットの重力補償用ばね装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1015874A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020086394A (ko) * | 2002-10-09 | 2002-11-18 | 장준수 | 산업용 다관절 로봇의 아암의 스프링발란싱구조 |
| CN101823262A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-08 | 苏州博实机器人技术有限公司 | 一种工业机器人的平衡装置 |
| US8434384B2 (en) | 2010-05-06 | 2013-05-07 | Korea Institute Of Science And Technology | Weight compensation mechanism and method using bevel gear and robot arm using the same |
| CN105829035A (zh) * | 2013-12-25 | 2016-08-03 | 川崎重工业株式会社 | 平衡器装置 |
| DE10362283B4 (de) | 2002-08-08 | 2018-05-30 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Herstellungsverfahren für einen Film auf Ag-Legierungsbasis und Sputtertarget |
-
1996
- 1996-07-08 JP JP19826896A patent/JPH1015874A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10362283B4 (de) | 2002-08-08 | 2018-05-30 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Herstellungsverfahren für einen Film auf Ag-Legierungsbasis und Sputtertarget |
| DE10362302B4 (de) | 2002-08-08 | 2019-07-18 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho (Kobe Steel, Ltd.) | Produkt mit zur elektromagnetischen Abschirmung dienendem Film und Herstellungsverfahren dafür |
| KR20020086394A (ko) * | 2002-10-09 | 2002-11-18 | 장준수 | 산업용 다관절 로봇의 아암의 스프링발란싱구조 |
| CN101823262A (zh) * | 2010-04-30 | 2010-09-08 | 苏州博实机器人技术有限公司 | 一种工业机器人的平衡装置 |
| US8434384B2 (en) | 2010-05-06 | 2013-05-07 | Korea Institute Of Science And Technology | Weight compensation mechanism and method using bevel gear and robot arm using the same |
| CN105829035A (zh) * | 2013-12-25 | 2016-08-03 | 川崎重工业株式会社 | 平衡器装置 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20050826 |