JPH1080880A - ロボットアーム素子 - Google Patents
ロボットアーム素子Info
- Publication number
- JPH1080880A JPH1080880A JP25403096A JP25403096A JPH1080880A JP H1080880 A JPH1080880 A JP H1080880A JP 25403096 A JP25403096 A JP 25403096A JP 25403096 A JP25403096 A JP 25403096A JP H1080880 A JPH1080880 A JP H1080880A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- robot
- robot arm
- hollow
- arm
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 素子としての標準化、規格化したロボッ
トアームを任意個数連結して、目的サイズの多関節ロボ
ットを構築する。且つ、このの連結角度を変化させるた
めの動力源を各アーム毎に有する事なく、唯一個にして
軽量化を計る。 【構成】 中空状のロボットアームの端部に、連結
角度が可変出来て簡単にこのロボットアーム同士を結合
する事の出来る連結機構を設ける。中空内にの結合角度
を変化させるための動力源たる、回転力または圧縮流体
を伝えるための動力伝達機構を設ける。ロボットアーム
を連結する際に動力伝達機構も自在継ぎ手で連結して、
自在にと共に、回転軸またはホースも自在に連結角度が
変化する関節ロボットを構築する。
トアームを任意個数連結して、目的サイズの多関節ロボ
ットを構築する。且つ、このの連結角度を変化させるた
めの動力源を各アーム毎に有する事なく、唯一個にして
軽量化を計る。 【構成】 中空状のロボットアームの端部に、連結
角度が可変出来て簡単にこのロボットアーム同士を結合
する事の出来る連結機構を設ける。中空内にの結合角度
を変化させるための動力源たる、回転力または圧縮流体
を伝えるための動力伝達機構を設ける。ロボットアーム
を連結する際に動力伝達機構も自在継ぎ手で連結して、
自在にと共に、回転軸またはホースも自在に連結角度が
変化する関節ロボットを構築する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】 本発明は多関節ロボットの構成
素子たるロボットアームに関する。
素子たるロボットアームに関する。
【０００２】
【従来の技術】 従来の多関節ロボットは関節数が決ま
っていて多関節ではあっても、多関節ロボットそのもの
はシステムとして個別に設計、制作される一個の機械で
あった。すなわち、ロボットアームを素子として使用す
ると云う発想は無く、ロボットアームを任意の個数、自
由に連結して作業形態に応じた任意関節数のロボットを
構成する様なロボット構成素子と云うものは存在しなか
った。
っていて多関節ではあっても、多関節ロボットそのもの
はシステムとして個別に設計、制作される一個の機械で
あった。すなわち、ロボットアームを素子として使用す
ると云う発想は無く、ロボットアームを任意の個数、自
由に連結して作業形態に応じた任意関節数のロボットを
構成する様なロボット構成素子と云うものは存在しなか
った。
【０００３】 更に、従来の多関節ロボットは関節毎
に、この関節を動かすためのモーター等の駆動力発生装
置を有しているので、この駆動力発生装置の重量のため
に小型、軽量化する事が困難であった。特に多関節にな
るほど自重が増大し、先端部の重力モーメントが増大す
ると云う欠点があった。
に、この関節を動かすためのモーター等の駆動力発生装
置を有しているので、この駆動力発生装置の重量のため
に小型、軽量化する事が困難であった。特に多関節にな
るほど自重が増大し、先端部の重力モーメントが増大す
ると云う欠点があった。
【０００４】
【本発明が解決しようとする課題】 目的に応じた個数
だけ簡単に連結出来て、任意関節数の多関節ロボットを
簡単に構成する事が可能になる様な、素子として機能す
るロボットアームであり、且つ各関節毎に駆動力発生装
置を持たずに、多数個連結しても自重の増大が少なく先
端部での重力モーメントが増大しない、軽量なロボット
アームを実現する目的のものである。
だけ簡単に連結出来て、任意関節数の多関節ロボットを
簡単に構成する事が可能になる様な、素子として機能す
るロボットアームであり、且つ各関節毎に駆動力発生装
置を持たずに、多数個連結しても自重の増大が少なく先
端部での重力モーメントが増大しない、軽量なロボット
アームを実現する目的のものである。
【０００５】
【課題を解決する手段】 中空状のロボットアームの端
部に、このロボットアーム同士を簡単に連結する事が出
来て連結角度が可変出来る連結機構を設け、且つこの中
空内に、ロボットアームの結合角度を変化させるための
回転力または圧縮流体を伝達する動力伝達機構を設け
る。
部に、このロボットアーム同士を簡単に連結する事が出
来て連結角度が可変出来る連結機構を設け、且つこの中
空内に、ロボットアームの結合角度を変化させるための
回転力または圧縮流体を伝達する動力伝達機構を設け
る。
【０００６】 連結機構でロボットアームを任意個数連
結して目的の長さの多関節ロボットを構築する際に動力
伝達機構も連結する。動力源が回転力であれば自在回転
ジョイント機構を介して回転伝達軸を、圧縮流体であれ
ば自在継手を介してホースを連結する。
結して目的の長さの多関節ロボットを構築する際に動力
伝達機構も連結する。動力源が回転力であれば自在回転
ジョイント機構を介して回転伝達軸を、圧縮流体であれ
ば自在継手を介してホースを連結する。
【０００７】 これにより動力源たる回転伝達軸または
ホースが、多関節ロボットの中空内部を折れ曲がり自在
に貫通するので、この多関節ロボットの連結角度を変化
させる力を、この回転伝達軸またはホースから取り出す
事が出来る。
ホースが、多関節ロボットの中空内部を折れ曲がり自在
に貫通するので、この多関節ロボットの連結角度を変化
させる力を、この回転伝達軸またはホースから取り出す
事が出来る。
【０００８】
【作用】 連結機構で簡単にロボットアームを任意個数
連結する事が出来て、且つ、動力が中空内部に存在する
ので、この動力をアクチュエータ機構を使って取り出し
てロボットアームの結合角度を変化させる力を得る事が
出来るので、ロボットアーム毎にモーター等の動力発生
装置を必要としない小型、軽量の多関節ロボットが簡単
に構築出来る。
連結する事が出来て、且つ、動力が中空内部に存在する
ので、この動力をアクチュエータ機構を使って取り出し
てロボットアームの結合角度を変化させる力を得る事が
出来るので、ロボットアーム毎にモーター等の動力発生
装置を必要としない小型、軽量の多関節ロボットが簡単
に構築出来る。
【０００９】 素子としてのデータが得られるので、こ
のロボットアーム素子の個々の動作データを基に、コン
ピュータシュミレーションで多数個連結された際の全体
の動きを予測する事が出来る。
のロボットアーム素子の個々の動作データを基に、コン
ピュータシュミレーションで多数個連結された際の全体
の動きを予測する事が出来る。
【００１０】
【実施例】 以下図を用いて本発明の実施例に付いて説
明する。ロボットアーム１の両端部には自在連結機構で
あるところの結合腕１２と、結合突起１３を有する。結
合腕１２の円弧部分１２１が結合突起１３の円周に沿っ
て摺動するので、これにより結合されたロボットアーム
１同士間の結合角度は図２に示す様に自在に可変出来
る。
明する。ロボットアーム１の両端部には自在連結機構で
あるところの結合腕１２と、結合突起１３を有する。結
合腕１２の円弧部分１２１が結合突起１３の円周に沿っ
て摺動するので、これにより結合されたロボットアーム
１同士間の結合角度は図２に示す様に自在に可変出来
る。
【００１１】 ロボットアーム１は中空状であり、この
中空内部に回転軸受け３で支承された回転伝達軸２を有
する。この回転伝達軸２はユニバーサルジョイント２１
を介してキー溝付きジョイント２２で連結される。
中空内部に回転軸受け３で支承された回転伝達軸２を有
する。この回転伝達軸２はユニバーサルジョイント２１
を介してキー溝付きジョイント２２で連結される。
【００１２】 ロボットアーム１同士が多数個連結され
て、多関節ロボットを形成するのであるが、回転伝達軸
２も、この中空内部をユニバーサルジョイント２１を介
して連結されるので、図３に示す様にロボットアームの
連結角度がそれぞれに異なる自由な形態を取った際にも
回転が連続的に伝達される。
て、多関節ロボットを形成するのであるが、回転伝達軸
２も、この中空内部をユニバーサルジョイント２１を介
して連結されるので、図３に示す様にロボットアームの
連結角度がそれぞれに異なる自由な形態を取った際にも
回転が連続的に伝達される。
【００１３】 この様に、自在連結機構でロボットアー
ム１を多数個連結し、且つ、内部の回転伝達軸２もユニ
バーサルジョイント２１で同様に連結して、この回転力
を連結角度変化のための動力源にすると云う事が本発明
の本旨である。
ム１を多数個連結し、且つ、内部の回転伝達軸２もユニ
バーサルジョイント２１で同様に連結して、この回転力
を連結角度変化のための動力源にすると云う事が本発明
の本旨である。
【００１４】 回転伝達軸２から、アクチュエータ５０
等を使ってロボットアーム間の結合角度を変化させるた
めの動力を得るには図４に示す様に、クラッチ機構を有
するギアーボックス４０と、回転方向を正逆に切り替え
る正逆切り替え機構４１とを介してアクチュエータ５０
に回転力を伝達し、前後方向の力に変換してロッド５１
に伝える。
等を使ってロボットアーム間の結合角度を変化させるた
めの動力を得るには図４に示す様に、クラッチ機構を有
するギアーボックス４０と、回転方向を正逆に切り替え
る正逆切り替え機構４１とを介してアクチュエータ５０
に回転力を伝達し、前後方向の力に変換してロッド５１
に伝える。
【００１５】 このロッド５１が前後に動き、結合突起
１３を支点に、引っぱる力と押す力でロボットアーム１
間の連結角度が変化する。図４に示す様にロッド５１で
矢印方向に引っ張った際には連結角度が鋭角に変化し、
図５に示す様にロッド５１で矢印方向に押した際には連
結角度が鈍角に変化する。
１３を支点に、引っぱる力と押す力でロボットアーム１
間の連結角度が変化する。図４に示す様にロッド５１で
矢印方向に引っ張った際には連結角度が鋭角に変化し、
図５に示す様にロッド５１で矢印方向に押した際には連
結角度が鈍角に変化する。
【００１６】 上記した如く、ロボットアーム１の連結
角度を変化させるための動力発生装置を、ロボットアー
ム毎に持つ必要が無い。つまり本発明により構成される
多関節ロボットには最低、只一個の動力発生源があれば
よい。
角度を変化させるための動力発生装置を、ロボットアー
ム毎に持つ必要が無い。つまり本発明により構成される
多関節ロボットには最低、只一個の動力発生源があれば
よい。
【００１７】 連結角度の制御を行うためには、ポテン
ションメータ等で結合角度を検出して、目的の角度にな
ったらギアーボックス４０内部のクラッチ機構で回転力
を非伝達にして、ロッド５１の動きを停止する。このよ
うな動作を各角関節毎に行う事により、多関節ロボット
を自在に動作制御する事が可能となるのである。
ションメータ等で結合角度を検出して、目的の角度にな
ったらギアーボックス４０内部のクラッチ機構で回転力
を非伝達にして、ロッド５１の動きを停止する。このよ
うな動作を各角関節毎に行う事により、多関節ロボット
を自在に動作制御する事が可能となるのである。
【００１８】 更に、図６に示す様に一方の端部に複数
個の連結機構を有する一対複数ロボットアーム５に、複
数個のロボットアーム１を連結して、これらのおのおの
を上記した要領で動作制御する事により、人間の指に似
た形状の多関節ロボットアームを構築する事が出来て、
人間の指に似た動作を行う事が可能になる。
個の連結機構を有する一対複数ロボットアーム５に、複
数個のロボットアーム１を連結して、これらのおのおの
を上記した要領で動作制御する事により、人間の指に似
た形状の多関節ロボットアームを構築する事が出来て、
人間の指に似た動作を行う事が可能になる。
【００１９】 この一対複数ロボットアーム５に複数個
のロボットアーム１を連結する際には、回転伝達軸２も
ギアーボックス６０等で複数の回転伝達軸２に分割し
て、それぞれをこの複数のロボットアーム１の中空内に
貫通させて回転力を伝達する。この一対複数ロボットア
ーム５に連結された複数個のロボットアーム５をそれぞ
れ制御して人間の指に相当する働きをする事が出来る。
のロボットアーム１を連結する際には、回転伝達軸２も
ギアーボックス６０等で複数の回転伝達軸２に分割し
て、それぞれをこの複数のロボットアーム１の中空内に
貫通させて回転力を伝達する。この一対複数ロボットア
ーム５に連結された複数個のロボットアーム５をそれぞ
れ制御して人間の指に相当する働きをする事が出来る。
【００２０】 また、油圧、空気圧等の流体を使用する
方式に於いては、流体を導くホースをロボットアーム中
空内部に有して、流体用自在継ぎ手を介してこのホース
を連結して、流体用のアクチュエータを使った多関節ロ
ボットを構成し、上記説明した同様の動作で自在な動作
制御が実現できる。
方式に於いては、流体を導くホースをロボットアーム中
空内部に有して、流体用自在継ぎ手を介してこのホース
を連結して、流体用のアクチュエータを使った多関節ロ
ボットを構成し、上記説明した同様の動作で自在な動作
制御が実現できる。
【００２１】
【発明の効果】 本発明を多数個連結するだけで、多関
節ロボットを簡単に構築出来、且つ冗長度の高いロボッ
トシステムが構築出来る。更に、小型、軽量で精密な動
きが可能な多関節ロボットが実現出来る。
節ロボットを簡単に構築出来、且つ冗長度の高いロボッ
トシステムが構築出来る。更に、小型、軽量で精密な動
きが可能な多関節ロボットが実現出来る。
【００２２】 ロボット素子として同一規格のものを低
コストで量産出来て汎用性が高いので、この多関節ロボ
ットを制御するソフトウェアをも同一規格化できる。将
来は共通のロボット制御言語の統一化を実現できる可能
性を有する。
コストで量産出来て汎用性が高いので、この多関節ロボ
ットを制御するソフトウェアをも同一規格化できる。将
来は共通のロボット制御言語の統一化を実現できる可能
性を有する。
【００２３】 生物の構成はフラクタル構造であると云
われているが、本発明を大小各サイズ揃えて組み合わせ
る事によりてフラクタル的多階層構造の、より生物の動
きに近い、多関節ロボットが構成できる。
われているが、本発明を大小各サイズ揃えて組み合わせ
る事によりてフラクタル的多階層構造の、より生物の動
きに近い、多関節ロボットが構成できる。
【図１】 ロボットアームの一部を切り取った斜視図
【図２】 結合角度が自在に可変する事を示した図
【図３】 多数個連結した図
【図４】 アクチュエータを取り付けた図
【図５】 結合角度を鋭角に変化させた図
【図６】 結合角度を鈍角に変化させた図
【図７】 一対複数に連結機構を有するボットアームに
複数個のロボットアームを結合した図
複数個のロボットアームを結合した図
１ ロボットアーム ５ 一対複数結合用のロボットアーム １２ 連結腕 １３ 連結突起 ２０ 回転伝達軸 ２１ ユニバーサルジョイント ２２ キー溝付きジョイント ３０ 回転軸受け ４０ クラッチ機構を有するギアーボックス ５０ アクチュエータ ５１ ロッド
Claims (6)
- 【請求項１】 結合角度が自在な連結機構を有する
中空状のロボットアームであって、この中空内に回転伝
達軸を有し、このロボットアームを連結機構で任意個数
連結すると共に回転伝達軸も連結して、回転力を伝達す
る事を特徴とするロボットアーム素子 - 【請求項２】 結合角度が自在な連結機構を有する
中空状のロボットアームであって、この中空内にホース
を有し、このロボットアームを連結機構で任意個数連結
すると共にホースも連結して流体を伝送する事を特徴と
するロボットアーム素子 - 【請求項３】 回転伝達軸の連結部にユニバーサル
ジョイントを有する請求項１記載のロボットアーム素子 - 【請求項４】 ホースの連結部に自在回転継手を有
する請求項２記載のロボットアーム - 【請求項５】 回転伝達軸からクラッチ機構を介し
て回転力を取り出して、このボットアームの結合角度を
変化させるための動力源とする事を特徴とする請求項１
と請求項３記載のロボットアーム素子 - 【請求項６】 一端が一つの連結機構及び回転伝達
軸であり、他端が複数の連結機構及び、回転伝達軸また
はホースである事を特徴とする請求項１〜請求項５記載
のロボットアーム素子
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25403096A JPH1080880A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ロボットアーム素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25403096A JPH1080880A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ロボットアーム素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1080880A true JPH1080880A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17259270
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25403096A Pending JPH1080880A (ja) | 1996-09-05 | 1996-09-05 | ロボットアーム素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1080880A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075569A (ja) * | 2010-10-02 | 2011-04-14 | International Rescue System Institute | フレキシブルセンサチューブ |
| CN103802102A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-05-21 | 青岛汇智机器人有限公司 | 一种并联机器人大伸缩双十字关节回转轴 |
| JP2014217899A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 矢継 正信 | 入れ子構造のユニバーサルジョイント |
-
1996
- 1996-09-05 JP JP25403096A patent/JPH1080880A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011075569A (ja) * | 2010-10-02 | 2011-04-14 | International Rescue System Institute | フレキシブルセンサチューブ |
| JP2014217899A (ja) * | 2013-05-07 | 2014-11-20 | 矢継 正信 | 入れ子構造のユニバーサルジョイント |
| CN103802102A (zh) * | 2014-02-14 | 2014-05-21 | 青岛汇智机器人有限公司 | 一种并联机器人大伸缩双十字关节回转轴 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20031212 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20051013 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20051213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060808 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20070130 |