JPH11239987A - 水平多関節ロボット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 水平多関節ロボットにおいて、それぞれのモ
ータを第１アーム，第２アーム及びＲ軸に設けることな
く、小さな出力の駆動源にて高速，高加速にて動かすこ
とができ、しかも小型化を図ること。 【解決手段】 水平多関節ロボットにおいて、ロボット
本体１前面に水平面を揺動する第１アーム３と、該第１
アーム３の先端箇所より水平面を揺動する第２アーム６
と、該第２アーム６の先端に駆動可能に設けたＲ軸１１
とを備えること。前記第１アーム３，第２アーム６及び
Ｒ軸１１のそれぞれを前記Ｚ方向機台２内に設けた第１
アーム用モータ４，第２アーム用モータ１０及びＲ軸用
モータ１２を設けること。前記第２アーム６及び前記Ｒ
軸１１はプーリ及びスチールベルトを介して駆動可能と
してなること。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、それぞれのモータを第
１アーム，第２アーム及びＲ軸に設けることなく、小さ
な出力の駆動源にて高速，高加速にて動かすことがで
き、しかも小型化を図ることができる水平多関節ロボッ
トに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、水平多関節ロボットにおいて
は、水平面を揺動する第１アームの先端箇所には、水平
面を揺動する第２アームと第２アーム用モータが設けら
れ、前記第２アームの先端には、回転駆動するＲ軸とＲ
軸用モータが設けられている。駆動力を大きくすればす
る程、それぞれのモータの容量を大型化せざるを得な
い。すると、前記水平面を揺動する第１アーム及び第２
アームは強固且つ大型化せざるを得なくなる。これによ
って、アーム自体も重くなり、且つモータも大型化して
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このようなことから、
特に、省スペース用としての小型化の水平多関節ロボッ
トが求められている。さらに、小容量のモータにての駆
動源も要求されている。さらに、小型の水平多関節ロボ
ットにおいて安全性も求められている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】そこで発明者は、前記課
題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、その発明
を、水平多関節ロボットにおいて、ロボット本体前面に
水平面を揺動する第１アームと、該第１アームの先端箇
所より水平面を揺動する第２アームと、該第２アームの
先端に駆動可能に設けたＲ軸と、前記第１アーム，第２
アーム及びＲ軸のそれぞれを前記ロボット本体側に設け
た第１アーム用モータ，第２アーム用モータ及びＲ軸用
モータとからなり、前記第２アーム及び前記Ｒ軸はプー
リ及びスチールベルトを介して駆動可能としてなる水平
多関節ロボットとしたことにより、それぞれのモータを
第１アーム，第２アーム及びＲ軸に設けることなく、小
さな出力の駆動源にて高速，高加速にて動かすことがで
き、しかも小型化を図ることができ、前記課題を解決し
たものである。

【０００５】

【実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。１はロボット本体であって、該ロボット
本体１の前面に，水平面を揺動する第１アーム３と、該
第１アーム３の先端箇所より水平面を揺動する第２アー
ム６と、該第２アーム６の先端に駆動可能に設けたＲ軸
１１が設けられている。具体的には、前記ロボット本体
１に設けた上下方向の中間箇所又はその前面に昇降可能
に設けたＺ方向機台２の上下方向の中間箇所より、水平
面上を揺動可能に第１アーム３が設けられている。さら
に前記ロボット本体１の前面上部箇所に設けた第１アー
ム用モータ４による駆動をベルトを介して、減速機５に
伝達させ、該減速機５の駆動軸に前記第１アーム３の基
部が固着され、前記第１アーム用モータ４の駆動にて第
１アーム３が該基部を中心に水平面上を揺動可能に構成
されている。

【０００６】前記第１アーム３の先端箇所には、第２ア
ーム６が揺動可能に設けられている。具体的には、第１
アーム３の基部側（軸支側）と、先端側（自由端側）と
には、軸方向が垂直方向を向く，基部側プーリ７と先端
側プーリ８とが水平面上を回転可能にそれぞれ設けられ
ている。これによって、基部側プーリ７は不動位置で回
転可能に構成され、先端側プーリ８は第１アーム３の先
端側（自由端側）で、位置が可動し、且つ回転もするよ
うに構成され、それぞれの直径が同一に形成されてい
る。前記先端側プーリ８箇所の下側に前記第２アーム６
の基部が固着されている。

【０００７】前記基部側プーリ７と先端側プーリ８との
間は、ステンレス薄板によるスチールベルト９が巻き掛
けされている。具体的には、該スチールベルト９を両端
付きベルト本体としての２本とし、この２本を基部側プ
ーリ７と先端側プーリ８とが平面的にみてそれぞれ逆方
向となるように設置され、前記両端付きベルト本体の両
端及び中間は板片部材で挟持させて固定し、且つその中
間の板片部材箇所でスチールベルト９が緊張するように
して連結されている。

【０００８】１０は第２アーム用モータであって、前記
基部側プーリ７を適宜回転駆動させることで、前記第２
アーム６を揺動させ得るもので、前記ロボット本体１箇
所、具体的には前記Ｚ方向機台２の内部に設けられてい
る。１１は第２アーム６の先端に設けた回転可能なＲ軸
であって、これにはドライバ等の回転可能なツール等を
取り付けるものである。前記Ｒ軸１１駆動用のＲ軸用モ
ータ１２も前記ロボット本体１箇所、具体的には前記Ｚ
方向機台２の内部に設けられ、前記第１アーム３と同期
して揺動する副第１アーム１３内の両端のプーリ１４，
１４及びスチールベルト１５、さらには、前記第２アー
ム６内部両端のプーリ１６，１６及びスチールベルト１
７を介して前記Ｒ軸１１が駆動可能に設けられている。
このように第２アーム６及びＲ軸１１のそれぞれの第２
アーム用モータ１０、Ｒ軸用モータ１２は、前記ロボッ
ト本体１箇所、具体的には前記Ｚ方向機台２内に設けら
れている。

【０００９】また、前記Ｚ方向機台２は、前記ロボット
本体１内に設けた垂直方向ガイドを介して昇降可能に設
けられている。即ち、ロボット本体１内には、垂直状の
ネジ杆としての動作軸１８が回転可能に設けられ、該動
作軸１８の中間には昇降部材１９の一部が螺合され、該
昇降部材１９の他端部が前記Ｚ方向機台２に固定されて
いる。また、前記ロボット本体１内にはＺモータ２０が
内蔵され、該Ｚモータ２０の駆動によって、プーリ，ベ
ルト等を介して前記動作軸１８を適宜の方向に回転さ
せ、該動作軸１８の回転にて昇降部材１９及びＺ方向機
台２が適宜昇降するように構成されている。前記Ｚ方向
機台２はロボット本体１と別部材として説明したが、ロ
ボット本体１と一体化してＺ方向機台２が設けられない
こともある。この場合には、全てのモータはロボット本
体１内に収納される。このモータ、即ち、第１アーム用
モータ４，第２アーム用モータ１０，Ｒ軸用モータ１２
及びＺモータ２０は全てパルスモータとして構成されて
いる。このようなパルスモータにて第１アーム用モータ
４及び第２アーム用モータ１０を構成すると、前記第１
アーム３及び第２アーム６に何らかの衝撃負荷等が加わ
った場合、例えば、障害物等に当たった場合には、パル
スモータゆえに、脱調してモータが停止することで安全
性ある制御ができる。

【００１０】また、ロボット本体１は前記動作軸１８，
バランス用の引張りコイルスプリング２１を収納して取
り付けた部分と、図示しない制御部とが収納されるケー
シング２２とが分割されている。さらに、前記ロボット
本体１の上方箇所とＺ方向機台２との間には、適宜屈曲
自在の屈曲自在型ケーシング２３が設けられ、モータ等
の制御の配線が収納され絡まないように構成されてい
る。また、前記ロボット本体１の下端には、ベース２４
が設けられている。該ベース２４も含めてロボット本体
１とすることもある。

【００１１】

【発明の効果】請求項１の発明においては、水平多関節
ロボットにおいて、ロボット本体１前面に水平面を揺動
する第１アーム３と、該第１アーム３の先端箇所より水
平面を揺動する第２アーム６と、該第２アーム６の先端
に駆動可能に設けたＲ軸１１と、前記第１アーム３，第
２アーム６及びＲ軸１１のそれぞれを前記Ｚ方向機台２
内に設けた第１アーム用モータ４，第２アーム用モータ
１０及びＲ軸用モータ１２とからなり、前記第２アーム
６及び前記Ｒ軸１１はプーリ及びスチールベルトを介し
て駆動可能としてなる水平多関節ロボットとしたことに
より、第１に小さな出力のモータ（駆動源）にて第１ア
ーム３及び第２アーム６を高速，高加速にて動かすこと
ができ、第２に装置全体を小型化を図ることができる等
の効果を奏する。

【００１２】これらの効果を詳述すると、本発明では、
第１アーム３，第２アーム６及び該第２アーム６先端の
Ｒ軸１１のそれぞれのモータ（第１アーム用モータ４，
第２アーム用モータ１０及びＲ軸用モータ１２）をロボ
ット本体１側に設けたことで、第１アーム３及び第２ア
ーム６箇所にモータ荷重がなくなり、アームの強度を少
なくできると共にアームの重量も軽くでき、ひいてはモ
ータ容量も小さくできる。これは一見簡単な構成とも思
えるが、第１アーム３及び第２アーム６の先端箇所にモ
ータを設ける構成では、先端箇所に取り付けるがゆえ
に、第１アーム３及び第２アーム６の基部側の強度を強
くせざるをえず、これによってアーム全体の強度も必要
とし、且つ重量が増加する。このように質量の増加は、
必然的にモータ容量を増加させることになり、安全性等
を考慮するとモータのみをアーム先端に取り付けること
のみでアーム構成，モータ容量等全体的に大型化すると
いう最大の問題を本発明にて、アームにはモータを設け
ずに構成することで解決したものである。さらに、アー
ム構成が小型化できると、小さい容量のモータにて第１
アーム３及び第２アーム６を高速，高加速にて駆動（揺
動）可能にできる利点がある。

【００１３】次に、請求項２の発明においては、請求項
１において、第１アーム用モータ４及び第２アーム用モ
ータ１０をそれぞれパルスモータとしてなる水平多関節
ロボットとしたことにより、前記第１アーム３及び第２
アーム６に何らかの衝撃負荷等が加わった場合、例え
ば、障害物等に当たった場合には、パルスモータゆえ
に、脱調してモータが停止し、これによって安全性ある
制御ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の斜視図

【図２】本発明の一部断面とした側面図

【符号の説明】

１…ロボット本体 ３…第１アーム ４…第１アーム用モータ ６…第２アーム １０…第２アーム用モータ １１…Ｒ軸 １２…Ｒ軸用モータ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 水平多関節ロボットにおいて、ロボット
   本体前面に水平面を揺動する第１アームと、該第１アー
   ムの先端箇所より水平面を揺動する第２アームと、該第
   ２アームの先端に駆動可能に設けたＲ軸と、前記第１ア
   ーム，第２アーム及びＲ軸のそれぞれを前記ロボット本
   体側に設けた第１アーム用モータ，第２アーム用モータ
   及びＲ軸用モータとからなり、前記第２アーム及び前記
   Ｒ軸はプーリ及びスチールベルトを介して駆動可能とし
   てなることを特徴とする水平多関節ロボット。
2. 【請求項２】 請求項１において、第１アーム用モータ
   及び第２アーム用モータをそれぞれパルスモータとして
   なることを特徴とする水平多関節ロボット。