JPH10587A - Extension and storage robot arm - Google Patents

Extension and storage robot arm

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JPH10587A
JPH10587A JP8149543A JP14954396A JPH10587A JP H10587 A JPH10587 A JP H10587A JP 8149543 A JP8149543 A JP 8149543A JP 14954396 A JP14954396 A JP 14954396A JP H10587 A JPH10587 A JP H10587A
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JP
Japan
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robot arm
drive pulley
stepper motor
arm
coil spring
Prior art date
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JP8149543A
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JP2705691B2 (en
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Masayasu Matsui
正安 松井
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To operate a robot arm in all the region of reaching mechanically by providing a coil spring arranged between a base and an arm part, and a wire stretched between a drive pulley and an intermediate pulley in such a state that its one end is fixed to the drive pulley and the other end is fixed to a stepper motor. SOLUTION: When a DC stepper motor 2 is operated, a drive pulley 6 is rotated so as to wind a wire 8 and when it reaches a position of a prescribed length by the torque of a coil spring 5 and the tension of the wire 8, the DC stepper motor 2 is stopped. At the same time, a lock bar is pushed against the drive pulley 6 by the coil spring by cutting off the energization of the lock bar of a lock mechanism 9. Then, an L-shaped part in the edge of the lock bar is engaged with an engagement part so as to fix the drive pulley 6 and the arm part 3 is operated in this state.

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、無重力下(宇宙)
で使用する進展収納ロボットアームに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to
The present invention relates to an advanced storage robot arm used in a robot.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、アームの進展等に関する技術とし
ては、特公平3−185903号公報において、パラボ
ラアンテナの長いアームの収納性を高める技術が開示さ
れており、特開昭62−238074号公報において、
ラックとピニオンで駆動される溶接装置のアームに関す
る技術が開示されている。また、アームの技術に類似し
たものとしては、進展マスト、パンタグラフ等に関する
技術がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a technique relating to the development of an arm, Japanese Patent Publication No. Hei 3-185903 discloses a technique for improving the storage ability of a long arm of a parabolic antenna. At
A technique related to an arm of a welding device driven by a rack and a pinion is disclosed. Further, similar to the technology of the arm, there are technologies relating to a development mast, a pantograph, and the like.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
技術においては、マニュピレータ、ロボットアームとも
多間接(人間の腕を想定)可動であり、アクセス不能範
囲が必ず出てくるものであった。すなわち、いくら多間
接、例えば6自由度程度にしても、アームの軸の進行方
向上にはアクセス不能範囲が生じるものであった。ま
た、進展マストは大掛かりであり、パンタグラフはスペ
ースが必要であるので、細かな作業場所において用いら
れるロボットアームには適用できないものであった。
However, in the prior art, both the manipulator and the robot arm are movable in multiple directions (assuming a human arm), and an inaccessible range always appears. That is, no matter how many degrees of indirection, for example, about six degrees of freedom, an inaccessible range occurs in the traveling direction of the arm axis. Further, since the progress mast is large and the pantograph requires space, it cannot be applied to a robot arm used in a small work place.

【0004】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
ものであり、機械的に届く範囲においてアクセス不能な
範囲を無くすことを確保しつつ、コントロールの単純
化、コストダウン、未使用時に収納できるようにした進
展収納ロボットアームの提供を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has been made to simplify control, reduce costs, and allow storage when not in use, while ensuring that inaccessible areas are eliminated within mechanical reach. The purpose of the present invention is to provide an advanced storage robot arm.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の進展収納ロボットアームは、ベースと、ベー
スの両側に設けられたアーム部と、ベースとアーム部と
の間に設けられたコイルバネと、ベースに設けられたス
テッパモータと、ステッパモータに設けられた駆動プー
リと、アーム部に設けられた中間プーリと、一端が駆動
プーリに固定され他端がステッパモータに固定された状
態で駆動プーリと中間プーリとに掛け渡されたワイヤ
と、少なくともコイルバネ部分を収納するカバーとを有
する構成としてある。
According to the present invention, there is provided a progressive storage robot arm provided with a base, an arm provided on both sides of the base, and a base provided between the base and the arm. A coil spring, a stepper motor provided on the base, a drive pulley provided on the stepper motor, an intermediate pulley provided on the arm, and a state in which one end is fixed to the drive pulley and the other end is fixed to the stepper motor. The configuration includes a wire wound around the driving pulley and the intermediate pulley, and a cover that houses at least a coil spring portion.

【0006】また、好ましくは、前記駆動プーリを固定
するロック機構が設けられ、前記ステッパモータの軸に
ポテンショメータが取り付けらた構成としてある。さら
に、好ましくは、前記カバーが伸縮自在に形成され、又
は、筒状の固定カバーと、この固定カバーに被さる筒状
の可動カバーとからなる構成としてある。
Preferably, a lock mechanism for fixing the driving pulley is provided, and a potentiometer is attached to a shaft of the stepper motor. Further preferably, the cover is formed so as to be extendable or contractible, or includes a tubular fixed cover and a tubular movable cover that covers the fixed cover.

【0007】上記構成からなる本発明の進展収納ロボッ
トアームによれば、コイルバネがアーム部を常に進展さ
せようとし、ステッパモータが駆動プーリを回転させて
駆動プーリがワイヤを巻き込むことにより、アーム部は
コイルバネに抗しつつベース方向へ移動させられる。
[0007] According to the extension and storage robot arm of the present invention having the above-described structure, the coil spring always tries to extend the arm, the stepper motor rotates the drive pulley, and the drive pulley winds the wire. It can be moved in the direction of the base against the coil spring.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】本発明の進展収納ロボットアーム
の一実施形態を図面を参照して説明する。図1は進展収
納ロボットアームの進展した状態の内部を示す平面図、
図2は進展収納ロボットアームの収納状態の内部を示す
平面図、図3は進展収納ロボットアームの中心部分の拡
大平面図、図4は駆動プーリの拡大正面図、図5は図4
中a−a線断面図を示す。図1及び図2において、1は
ベースで、このベース1には極性指定のDCステッパモ
ータ2が設けられている。3はステンレス製のアーム部
で、このアーム部3とベース1間には、伸縮自在なカバ
ー4が設けられるとともに、このカバー4内において進
展力を付与するためのステンレス製のコイルバネ5が設
けられている。前記DCステップモータ2には大型の駆
動プーリ6が設けられるとともに、アーム部3には小型
の中間プーリ7が設けられており、そして、ワイヤ8
が、一端が駆動プーリ6の中心部に固定され、他端がD
Cステップモータ2の根本の部分に固定された状態で、
駆動プーリ6及び中間プーリ7間に掛け渡されている。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a progressive storage robot arm according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a plan view showing the inside of the extended storage robot arm in an extended state,
2 is a plan view showing the inside of the retracted storage robot arm in a retracted state, FIG. 3 is an enlarged plan view of a central portion of the extended storage robot arm, FIG. 4 is an enlarged front view of a drive pulley, and FIG.
The middle a-a line sectional view is shown. 1 and 2, reference numeral 1 denotes a base, and a DC stepper motor 2 having a designated polarity is provided on the base 1. Reference numeral 3 denotes an arm made of stainless steel. Between the arm 3 and the base 1, an extendable cover 4 is provided, and a coil spring 5 made of stainless steel for applying a developing force in the cover 4 is provided. ing. The DC step motor 2 is provided with a large driving pulley 6, the arm 3 is provided with a small intermediate pulley 7, and a wire 8
Has one end fixed to the center of the drive pulley 6 and the other end
While fixed to the root part of the C step motor 2,
It is bridged between the driving pulley 6 and the intermediate pulley 7.

【0009】また、ベース1には駆動プーリ6を固定さ
せるロック機構9が設けられており、このロック機構9
は、図3に示すように、電磁石式のロックバー10が設
けられるとともに、ロックバー10を常に外側に付勢す
るコイルバネ11が設けられている。駆動プーリ6のロ
ック機構9側の面には、図4に示すように、山切り状の
係合部12が形成されており、この係合部12は、図5
に示すように、円周側がロック機構9に近づくように傾
斜して形成されている。そして、ロックバー10の先端
のL型部分が係合部12に掛かって駆動プーリ6を固定
するようになっている。
The base 1 is provided with a lock mechanism 9 for fixing the drive pulley 6.
As shown in FIG. 3, an electromagnet type lock bar 10 is provided, and a coil spring 11 for constantly urging the lock bar 10 outward is provided. As shown in FIG. 4, a ridge-shaped engagement portion 12 is formed on the surface of the drive pulley 6 on the lock mechanism 9 side.
As shown in FIG. 2, the circumferential side is formed to be inclined so as to approach the lock mechanism 9. The L-shaped portion at the tip of the lock bar 10 engages with the engaging portion 12 to fix the drive pulley 6.

【0010】なお、前記DCステッパモータ2はDC2
8Vであり、進展位置の設定の細かさによってギヤで減
速することもできる。前記コイルバネ5の径は30mm
であり、アーム部3の径は50mmであり、また、最大
に進展した状態で長さ3mである。
The DC stepper motor 2 has a DC
8V, and the speed can be reduced by a gear depending on the fineness of the setting of the extension position. The diameter of the coil spring 5 is 30 mm
The diameter of the arm portion 3 is 50 mm, and the length of the arm portion 3 is 3 m in a state where the arm portion 3 is fully extended.

【0011】次に、以上のような進展収納ロボットアー
ムの動作を説明する。図1に示すように、展開した状態
では、アームを伸ばす力となるコイルバネ5は伸びきっ
た状態となっており、ロック機構9は作動していない状
態となっている。この状態でDCステッパモータ2を作
動させると、図2に示すように、駆動プーリ6が回転し
ワイヤ8を巻き込み、コイルバネ5のトルクとワイヤ8
の張力により、ある必要な長さの位置(ステッパモータ
2に28Vを印加し時間でコントロールされた出力電流
によって決定する)となったらDCステッパモータ2を
止め、ロック機構9のロックバー10の通電を切ること
によりコイルバネ11でロックバー10を駆動プーリ6
に押しつける。すると、ロックバー10の先端のL型部
分が係合部12に掛かって駆動プーリ6が固定され、こ
の状態でアーム部3を作動させる。なお、DCステップ
モータ2とコイルバネ5のトルク安定条件で使用するこ
とが可能であれば、ロック機構9を使用する必要はな
い。
Next, the operation of the above-described advanced storage robot arm will be described. As shown in FIG. 1, in the unfolded state, the coil spring 5 serving as a force for extending the arm has been fully extended, and the lock mechanism 9 has not been operated. When the DC stepper motor 2 is operated in this state, as shown in FIG. 2, the drive pulley 6 rotates to wind the wire 8, and the torque of the coil spring 5 and the wire 8
The DC stepper motor 2 is stopped when it reaches a position of a required length (determined by applying an output current of 28 V to the stepper motor 2 and controlled by the time) due to the tension of the DC motor, and the lock bar 10 of the lock mechanism 9 is energized. The lock bar 10 is driven by the coil spring 11 by driving the pulley 6.
Press against Then, the L-shaped portion at the tip of the lock bar 10 is hooked on the engaging portion 12 to fix the drive pulley 6, and the arm 3 is operated in this state. If the DC step motor 2 and the coil spring 5 can be used under stable torque conditions, it is not necessary to use the lock mechanism 9.

【0012】図6は進展収納ロボットアームの他の実施
形態の平面図を示す。この実施形態では、円筒状の固定
カバー13と、内径が固定カバー13の外径とほぼ同一
である円筒状の可動カバー14とが設けられ、可動カバ
ー14が固定カバー13に被さることにより進展収納で
きるようになっている。また、この固定カバー13及び
可動カバー14は、ガラスエポキシ樹脂、CFRP等で
形成されている。なお、DCステッパモータ、コイルバ
ネ等は固定カバー13に直接固定しても、ベースを別個
設けこのベースに固定してもよい。
FIG. 6 is a plan view of another embodiment of the extension and storage robot arm. In this embodiment, a cylindrical fixed cover 13 and a cylindrical movable cover 14 whose inner diameter is substantially the same as the outer diameter of the fixed cover 13 are provided. I can do it. The fixed cover 13 and the movable cover 14 are formed of glass epoxy resin, CFRP, or the like. The DC stepper motor, the coil spring, and the like may be directly fixed to the fixed cover 13 or a separate base may be fixed to the base.

【0013】図7は進展収納ロボットアームの他の実施
形態の平面図を示す。この実施形態では、DCステッパ
モータ2の軸にポテンショメータ15が取り付けられ、
このポテンショメータ15の出力を制御部にフィードバ
ックすることにより、長さ方向のポジショニング精度を
上げることができる。
FIG. 7 is a plan view of another embodiment of the extension and storage robot arm. In this embodiment, a potentiometer 15 is attached to the axis of the DC stepper motor 2,
By feeding back the output of the potentiometer 15 to the control unit, the positioning accuracy in the length direction can be increased.

【0014】[0014]

【発明の効果】以上説明したように本発明の進展収納ロ
ボットアームは、機械的に届く範囲全てにおいて操作で
き、かつ、小型、軽量化を図れ、コントロールを簡単に
することができる。
As described above, the progressive storage robot arm of the present invention can be operated in the entire mechanically reachable range, can be reduced in size and weight, and can be simplified in control.

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

【図1】本発明の進展収納ロボットアームの一実施形態
の進展状態の内部の平面図を示す。
FIG. 1 is a plan view showing the inside of a development state of an embodiment of a development storage robot arm of the present invention.

【図2】本発明の進展収納ロボットアームの一実施形態
の収納状態の内部の平面図を示す。
FIG. 2 is a plan view showing the inside of a storage state of the embodiment of the advance storage robot arm of the present invention.

【図3】本発明の進展収納ロボットアームの一実施形態
の中心部分の拡大平面図を示す。
FIG. 3 shows an enlarged plan view of a central portion of one embodiment of the advance storage robot arm of the present invention.

【図4】本発明の進展収納ロボットアームの一実施形態
の駆動プーリの拡大正面図を示す。
FIG. 4 shows an enlarged front view of a drive pulley of the embodiment of the advance storage robot arm of the present invention.

【図5】図4中a−a線断面図を示す。FIG. 5 is a sectional view taken along line aa in FIG.

【図6】本発明の進展収納ロボットアームの他の実施形
態の平面図を示す。
FIG. 6 shows a plan view of another embodiment of the advance storage robot arm of the present invention.

【図7】本発明の進展収納ロボットアームの他の実施形
態の平面図を示す。
FIG. 7 shows a plan view of another embodiment of the advance storage robot arm of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 ベース 2 DCステッパモータ 3 アーム部 4 カバー 5 コイルバネ 6 駆動プーリ 7 中間プーリ 8 ワイヤ 9 ロック機構 12 係合部 13 固定カバー 14 可動カバー 15 ポテンショメータ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Base 2 DC stepper motor 3 Arm part 4 Cover 5 Coil spring 6 Drive pulley 7 Intermediate pulley 8 Wire 9 Lock mechanism 12 Engagement part 13 Fixed cover 14 Movable cover 15 Potentiometer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ベースと、 ベースの両側に設けられたアーム部と、 ベースとアーム部との間に設けられたコイルバネと、 ベースに設けられたステッパモータと、 ステッパモータに設けられた駆動プーリと、 アーム部に設けられた中間プーリと、 一端が駆動プーリに固定され他端がステッパモータに固
定された状態で駆動プーリと中間プーリとに掛け渡され
たワイヤと、 少なくともコイルバネ部分を収納するカバーとを有する
ことを特徴とする進展収納ロボットアーム。
1. A base, an arm provided on both sides of the base, a coil spring provided between the base and the arm, a stepper motor provided on the base, and a drive pulley provided on the stepper motor An intermediate pulley provided on the arm portion, a wire wound around the drive pulley and the intermediate pulley with one end fixed to the drive pulley and the other end fixed to the stepper motor, and at least a coil spring portion. A progress storage robot arm having a cover.
【請求項2】 前記駆動プーリを固定するロック機構が
設けられている請求項1記載の進展収納ロボットアー
ム。
2. The extension and storage robot arm according to claim 1, further comprising a lock mechanism for fixing the driving pulley.
【請求項3】 前記ステッパモータの軸にポテンショメ
ータが取り付けられている請求項1記載の進展収納ロボ
ットアーム。
3. The progress storage robot arm according to claim 1, wherein a potentiometer is attached to a shaft of the stepper motor.
【請求項4】 前記カバーが伸縮自在に形成されている
請求項1記載の進展収納ロボットアーム。
4. The robot arm according to claim 1, wherein the cover is formed to be extendable and contractible.
【請求項5】 前記カバーが、筒状の固定カバーと、こ
の固定カバーに被さる筒状の可動カバーとからなってい
る請求項1記載の進展収納ロボットアーム。
5. The extension and storage robot arm according to claim 1, wherein the cover comprises a cylindrical fixed cover and a cylindrical movable cover that covers the fixed cover.
JP8149543A 1996-06-11 1996-06-11 Progressive storage robot arm Expired - Lifetime JP2705691B2 (en)

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JP2705691B2 JP2705691B2 (en) 1998-01-28

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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US4881317A (en) * 1987-12-30 1989-11-21 Brown Maurice H Terminal inserting apparatus
US4905368A (en) * 1987-12-30 1990-03-06 Brown Maurice H Terminal forming and inserting apparatus
JP2013505846A (en) * 2009-10-27 2013-02-21 趙徳政 Bionic telescopic base unit
CN105216894A (en) * 2014-06-02 2016-01-06 赵德政 A kind of electronic imitative muscle traction tissue

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