JPH1148172A - 揺動アーム - Google Patents
揺動アームInfo
- Publication number
- JPH1148172A JPH1148172A JP9225590A JP22559097A JPH1148172A JP H1148172 A JPH1148172 A JP H1148172A JP 9225590 A JP9225590 A JP 9225590A JP 22559097 A JP22559097 A JP 22559097A JP H1148172 A JPH1148172 A JP H1148172A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- arm
- rotary arm
- swing
- rotation
- pendulum
- 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
Links
Landscapes
- Manipulator (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ロボット真上の動作域で広い動作範囲を実現
する適切な手段を与える。 【解決手段】 床面据え置き型又は天井面吊り下げ型に
取り付けられる固定ベースと、固定ベースに軸支され、
取付面に鉛直な線を中心に、互いに直交する運動平面を
振り子運動する揺動軸２と回転アーム１とを有し、この
回転アーム１の他端には、先の回転アーム１と回転軸線
が平行である回転軸線を有する回転アーム２が枢着さ
れ、この回転アーム２の他端には２自由度又は３自由度
の手首軸が枢着され、この手首枢着部と回転アーム１の
軸支部とを結ぶ仮想的な振り子の長さは回転アーム２の
動作により調節され、該仮想的な振り子の動作は、回転
アーム１の動作により、揺動軸２による振り子運動の平
面とは直交する平面内を、取付面に鉛直な線を中心に振
り子運動することを特徴とする揺動アーム。
する適切な手段を与える。 【解決手段】 床面据え置き型又は天井面吊り下げ型に
取り付けられる固定ベースと、固定ベースに軸支され、
取付面に鉛直な線を中心に、互いに直交する運動平面を
振り子運動する揺動軸２と回転アーム１とを有し、この
回転アーム１の他端には、先の回転アーム１と回転軸線
が平行である回転軸線を有する回転アーム２が枢着さ
れ、この回転アーム２の他端には２自由度又は３自由度
の手首軸が枢着され、この手首枢着部と回転アーム１の
軸支部とを結ぶ仮想的な振り子の長さは回転アーム２の
動作により調節され、該仮想的な振り子の動作は、回転
アーム１の動作により、揺動軸２による振り子運動の平
面とは直交する平面内を、取付面に鉛直な線を中心に振
り子運動することを特徴とする揺動アーム。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、垂直多関節構造を
有するロボットにおいて、通常の構成では特異点となる
ため直線補間動作が困難なロボットの真上部分を中心と
する広い平面を有効な動作範囲とする揺動アームに関す
る。
有するロボットにおいて、通常の構成では特異点となる
ため直線補間動作が困難なロボットの真上部分を中心と
する広い平面を有効な動作範囲とする揺動アームに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すロボットの機構図は、回転軸
の上に前後軸と上下軸を配した一般的な垂直多関節ロボ
ットの軸構成である。この構成は、動作範囲を大きく取
るには有利な構成であるため、最も一般的な構成として
用いられるものである。しかし、この構成では回転軸心
上が特異点となるため、この部分を動作範囲の中心とし
て広く使用するといった使い方が困難であった。
の上に前後軸と上下軸を配した一般的な垂直多関節ロボ
ットの軸構成である。この構成は、動作範囲を大きく取
るには有利な構成であるため、最も一般的な構成として
用いられるものである。しかし、この構成では回転軸心
上が特異点となるため、この部分を動作範囲の中心とし
て広く使用するといった使い方が困難であった。
【０００３】上記の問題点を解決するために、例えば特
開昭６０−２５５３７７号公報に開示されているよう
な、ジンバルリンク懸架２軸に並進運動１軸を付加した
構成では、並進運動軸の動作に伴い、並進運動軸の手首
軸取り付け部と反対側への飛び出しが邪魔になる。この
ため、関節構造で実現することを考えた場合、例えば実
開昭６０−８４２８０号公報に掲げる考案では、図５に
示すような軸構成とすることにより、こうした部分を有
効に使用することが可能となる。同様の軸構成は、特開
平１−１０３２７５号あるいは、特開平２−７６６８９
号公報でも開示されている。図５の変形としては、図７
の構成も提案されている。
開昭６０−２５５３７７号公報に開示されているよう
な、ジンバルリンク懸架２軸に並進運動１軸を付加した
構成では、並進運動軸の動作に伴い、並進運動軸の手首
軸取り付け部と反対側への飛び出しが邪魔になる。この
ため、関節構造で実現することを考えた場合、例えば実
開昭６０−８４２８０号公報に掲げる考案では、図５に
示すような軸構成とすることにより、こうした部分を有
効に使用することが可能となる。同様の軸構成は、特開
平１−１０３２７５号あるいは、特開平２−７６６８９
号公報でも開示されている。図５の変形としては、図７
の構成も提案されている。
【０００４】同様な効果は、例えば特開昭６１−１９４
２８７号公報や特開昭６２−１０２９８２号公報に記載
された発明にあるように、図６に示すような軸構成にす
ることにより得ることができる。
２８７号公報や特開昭６２−１０２９８２号公報に記載
された発明にあるように、図６に示すような軸構成にす
ることにより得ることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、図５や図６に
示した軸構成では、上下軸や前後軸に回転軸を設けた軸
構成では、この回転軸が回転して形成する扇形の動作域
は、上下軸の長さにより定まるため、必ずしも大きな動
作範囲を供給するものではなかった。
示した軸構成では、上下軸や前後軸に回転軸を設けた軸
構成では、この回転軸が回転して形成する扇形の動作域
は、上下軸の長さにより定まるため、必ずしも大きな動
作範囲を供給するものではなかった。
【０００６】一方、「ロボット工学ハンドブック」（ロ
ボット学会編）１８９頁に示す人間形の関節ロボット
（同資料の図２．８）や特開昭６１−１３１８９０号公
報、特開平３−１０４５７４号公報、特開平３−１８４
７８２号公報に記載された軸構成は、３次元の位置決め
をするに必要な最小自由度である３自由度より多い、冗
長自由度を有するものであり、産業用の用途に要求され
るコスト面と信頼性面の要請に必ずしも応えるものでは
なかった。
ボット学会編）１８９頁に示す人間形の関節ロボット
（同資料の図２．８）や特開昭６１−１３１８９０号公
報、特開平３−１０４５７４号公報、特開平３−１８４
７８２号公報に記載された軸構成は、３次元の位置決め
をするに必要な最小自由度である３自由度より多い、冗
長自由度を有するものであり、産業用の用途に要求され
るコスト面と信頼性面の要請に必ずしも応えるものでは
なかった。
【０００７】本発明は、上記の従来技術の問題点を解決
するためになされたものであり、ロボットの真上の部分
を有効な動作範囲とすると同時に、回転アーム１（又は
揺動軸長さ）と回転アーム２の２つのアーム長を加算し
た到達領域を最大動作範囲とする広い動作域を、３自由
度という必要最小限の軸数で提供し、更に回転アーム１
と回転アーム２とを折り畳んだ状態では、省スペースで
コンパクトなロボットを提供することを目的とするもの
である。
するためになされたものであり、ロボットの真上の部分
を有効な動作範囲とすると同時に、回転アーム１（又は
揺動軸長さ）と回転アーム２の２つのアーム長を加算し
た到達領域を最大動作範囲とする広い動作域を、３自由
度という必要最小限の軸数で提供し、更に回転アーム１
と回転アーム２とを折り畳んだ状態では、省スペースで
コンパクトなロボットを提供することを目的とするもの
である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１にかかる発明では、床面据え置き型又は
天井面吊り下げ型に取り付けられる固定ベースと、固定
ベースに軸支され、取付面に鉛直な線を中心に振り子運
動をする揺動軸を有し、揺動軸の他端には、揺動軸の回
転軸線とは直交する回転軸線有する回転アーム１が枢着
され、この回転アーム１の他端には、先の回転アーム１
と回転軸線が平行である回転軸線を有する回転アーム２
が枢着され、この回転アーム２の他端には２自由度又は
３自由度の手首軸が枢着され、この手首枢着部と回転ア
ーム１の軸支部とを結ぶ仮想的な振り子の長さは回転ア
ーム２の動作により調節され、該仮想的な振り子の動作
は、回転アーム１の動作により、揺動軸による振り子運
動の平面とは直交する平面内を、取付面に鉛直な線を中
心に振り子運動することを特徴とする揺動アームを提供
した。
めに、請求項１にかかる発明では、床面据え置き型又は
天井面吊り下げ型に取り付けられる固定ベースと、固定
ベースに軸支され、取付面に鉛直な線を中心に振り子運
動をする揺動軸を有し、揺動軸の他端には、揺動軸の回
転軸線とは直交する回転軸線有する回転アーム１が枢着
され、この回転アーム１の他端には、先の回転アーム１
と回転軸線が平行である回転軸線を有する回転アーム２
が枢着され、この回転アーム２の他端には２自由度又は
３自由度の手首軸が枢着され、この手首枢着部と回転ア
ーム１の軸支部とを結ぶ仮想的な振り子の長さは回転ア
ーム２の動作により調節され、該仮想的な振り子の動作
は、回転アーム１の動作により、揺動軸による振り子運
動の平面とは直交する平面内を、取付面に鉛直な線を中
心に振り子運動することを特徴とする揺動アームを提供
した。
【０００９】あるいは、請求項２にかかる発明では、上
記請求項１にかかる発明において回転アーム１と揺動軸
の順序を入れ替え、すなわち、床面据え置き型又は天井
面吊り下げ型に取り付けられる固定ベースと、固定ベー
スに軸支され、取付面に鉛直な線を中心に振り子運動を
する回転アーム１を有し、回転アーム１の中間部分に、
回転アーム１の回転軸線とは直交する回転軸線有する揺
動軸が枢着され、揺動軸の動作により、回転アーム１に
よる振り子運動の平面とは直交する平面内を、取付面に
鉛直な線を中心に振り子運動し、この回転アーム１の他
端には、揺動軸の基準姿勢において、先の回転アーム１
と回転軸線が平行である回転軸線を有する回転アーム２
が枢着され、この回転アーム２の他端には２自由度又は
３自由度の手首軸が枢着され、この手首枢着部と回転ア
ーム１の軸支部とを結ぶ仮想的な振り子の長さは回転ア
ーム２の動作により調節されることを特徴とする揺動ア
ームを提供した。
記請求項１にかかる発明において回転アーム１と揺動軸
の順序を入れ替え、すなわち、床面据え置き型又は天井
面吊り下げ型に取り付けられる固定ベースと、固定ベー
スに軸支され、取付面に鉛直な線を中心に振り子運動を
する回転アーム１を有し、回転アーム１の中間部分に、
回転アーム１の回転軸線とは直交する回転軸線有する揺
動軸が枢着され、揺動軸の動作により、回転アーム１に
よる振り子運動の平面とは直交する平面内を、取付面に
鉛直な線を中心に振り子運動し、この回転アーム１の他
端には、揺動軸の基準姿勢において、先の回転アーム１
と回転軸線が平行である回転軸線を有する回転アーム２
が枢着され、この回転アーム２の他端には２自由度又は
３自由度の手首軸が枢着され、この手首枢着部と回転ア
ーム１の軸支部とを結ぶ仮想的な振り子の長さは回転ア
ーム２の動作により調節されることを特徴とする揺動ア
ームを提供した。
【００１０】これらの構成としたことにより、ロボット
の真上の部分を有効な動作範囲とすると同時に、回転ア
ーム１と回転アーム２の２つのアーム長を加算した到達
領域を最大動作範囲とする広い動作域を、３自由度とい
う必要最小限の軸数で提供し、更に回転アーム１と回転
アーム２とを折り畳んだ状態では、省スペースでコンパ
クトなロボットを提供することを可能とした。
の真上の部分を有効な動作範囲とすると同時に、回転ア
ーム１と回転アーム２の２つのアーム長を加算した到達
領域を最大動作範囲とする広い動作域を、３自由度とい
う必要最小限の軸数で提供し、更に回転アーム１と回転
アーム２とを折り畳んだ状態では、省スペースでコンパ
クトなロボットを提供することを可能とした。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態における
軸構成を示す図である。図１において（ａ）図は正面
図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は上面図をそれぞれ示
す。揺動アーム１はベース３と回転減速機を内蔵する揺
動部５及び揺動軸用モータ４からなる揺動軸２により全
体が振り子運動する。揺動軸２には、回転アーム１
（６）が揺動軸と同じ構成で取り付けられ、回転アーム
１の他端には回転アーム２（７）が同様の軸構成で取り
付けられている。回転アーム２には、手首軸駆動モータ
９，１０，１１で駆動される手首１２が取り付けられて
いる。手首中心１３と回転アーム１の軸支部１４とを結
ぶ仮想的な振り子の長さは回転アーム２の動作により調
節される。その長さは、回転アーム１と回転アーム２と
が一直線となった場合が最も大きくなる。
基づいて説明する。図１は本発明の一実施形態における
軸構成を示す図である。図１において（ａ）図は正面
図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は上面図をそれぞれ示
す。揺動アーム１はベース３と回転減速機を内蔵する揺
動部５及び揺動軸用モータ４からなる揺動軸２により全
体が振り子運動する。揺動軸２には、回転アーム１
（６）が揺動軸と同じ構成で取り付けられ、回転アーム
１の他端には回転アーム２（７）が同様の軸構成で取り
付けられている。回転アーム２には、手首軸駆動モータ
９，１０，１１で駆動される手首１２が取り付けられて
いる。手首中心１３と回転アーム１の軸支部１４とを結
ぶ仮想的な振り子の長さは回転アーム２の動作により調
節される。その長さは、回転アーム１と回転アーム２と
が一直線となった場合が最も大きくなる。
【００１２】この振り子は、回転アーム１が動作するこ
とで振り子運動し、その運動平面とは直交する平面を、
揺動軸２により振り子運動する。こうして、ロボットの
真上部を中心とする３次元空間内の自由な位置決めが可
能となる。その位置における姿勢の変更は、手首軸１２
により行う。
とで振り子運動し、その運動平面とは直交する平面を、
揺動軸２により振り子運動する。こうして、ロボットの
真上部を中心とする３次元空間内の自由な位置決めが可
能となる。その位置における姿勢の変更は、手首軸１２
により行う。
【００１３】図１の軸構成を記述したのが図２である。
前述の図５あるいは図６と比較して、図２では、回転ア
ーム１と回転アーム２とが一緒に揺動している。図２の
寸法Ｌは、図１では、回転アーム１の動作角を大きく取
るために調節したが、この寸法Ｌを０とし、揺動軸２の
軸線と回転アーム１の回転軸線が１点で交わる配置とし
ても差し支えない。このようにすれば、回転アーム１の
動作角は、制限されるが、反面据付面からのロボット全
高さをより低くすることが可能となる。本願発明の１適
用例として、作業対象ワークの下に設置して使用するよ
うな、コンパクトで省スペースのロボットを提供するこ
とを目的とするため、寸法Ｌを０にする構成も有効な実
施例である。
前述の図５あるいは図６と比較して、図２では、回転ア
ーム１と回転アーム２とが一緒に揺動している。図２の
寸法Ｌは、図１では、回転アーム１の動作角を大きく取
るために調節したが、この寸法Ｌを０とし、揺動軸２の
軸線と回転アーム１の回転軸線が１点で交わる配置とし
ても差し支えない。このようにすれば、回転アーム１の
動作角は、制限されるが、反面据付面からのロボット全
高さをより低くすることが可能となる。本願発明の１適
用例として、作業対象ワークの下に設置して使用するよ
うな、コンパクトで省スペースのロボットを提供するこ
とを目的とするため、寸法Ｌを０にする構成も有効な実
施例である。
【００１４】図３は図２において揺動軸２と回転アーム
１の駆動部との順序を交換したものである。回転アーム
１の駆動部が固定ベースに取り付けられている。回転ア
ームの中間に、揺動軸２取り付けられている。図３で寸
法Ｌを０にする構成とした場合に最も大きな動作範囲と
なる。揺動軸と回転アーム１の順序を入れ替えても、図
２と同じ効果が得られる。
１の駆動部との順序を交換したものである。回転アーム
１の駆動部が固定ベースに取り付けられている。回転ア
ームの中間に、揺動軸２取り付けられている。図３で寸
法Ｌを０にする構成とした場合に最も大きな動作範囲と
なる。揺動軸と回転アーム１の順序を入れ替えても、図
２と同じ効果が得られる。
【００１５】
【発明の効果】本発明によれば、ロボットの真上の部分
を有効な動作範囲とすると同時に、回転アーム１と回転
アーム２の２つのアーム長を加算した到達領域を最大動
作範囲とする広い動作域を、３自由度という必要最小限
の軸数で提供し、更に回転アーム１と回転アーム２とを
折り畳んだ状態では、省スペースでコンパクトなロボッ
トを提供することを可能となり、作業対象ワークの真下
に設置したり、真上に吊り下げて設置することにより、
特別のロボットの設置スペースを必要としない使い方が
可能となった。
を有効な動作範囲とすると同時に、回転アーム１と回転
アーム２の２つのアーム長を加算した到達領域を最大動
作範囲とする広い動作域を、３自由度という必要最小限
の軸数で提供し、更に回転アーム１と回転アーム２とを
折り畳んだ状態では、省スペースでコンパクトなロボッ
トを提供することを可能となり、作業対象ワークの真下
に設置したり、真上に吊り下げて設置することにより、
特別のロボットの設置スペースを必要としない使い方が
可能となった。
【図１】本発明の一実施形態における揺動アームの構成
を示す図である。
を示す図である。
【図２】図１の実施形態の機構を図記号で表した図であ
る。
る。
【図３】図１の実施形態の機構において、回転アーム１
と揺動軸２の順序を交換した他の実施形態を図記号で表
した図である。
と揺動軸２の順序を交換した他の実施形態を図記号で表
した図である。
【図４】通常の垂直多関節アームの機構を図記号で表し
た図である。
た図である。
【図５】ロボットの真上の特異点を解消する機構の一例
である。上下軸に回転軸が取り付けられている。
である。上下軸に回転軸が取り付けられている。
【図６】ロボットの真上の特異点を解消する機構の別例
である。前後軸に回転軸が取り付けられている。
である。前後軸に回転軸が取り付けられている。
【図７】図５を変形した機構の一例である。固定式の平
行リンクのリンクに回転軸を取り付けた。
行リンクのリンクに回転軸を取り付けた。
１ 揺動アーム ２ 揺動軸 ３ 固定ベース ４ 揺動モータ ５ 揺動アーム（回転減速機を内蔵している） ６ 回転アーム１ ７ 回転アーム２ ８ 回転アーム２用モータ ９ 手首軸用モータ １０ 手首軸用モータ １１ 手首軸用モータ １２ 手首軸 １３ 手首軸中心 １４ 回転アーム１の軸心 １５ 回転アーム１用モータ １６ 回転アーム１用回転減速機 １７ 回転アーム２用回転減速機 １８ 手首軸中心１２の動作範囲の横断面図 １９ 手首軸中心１２の最大リーチ範囲
Claims (2)
- 【請求項１】床面据え置き型又は天井面吊り下げ型に取
り付けられる固定ベースと、該固定ベースに軸支され取
付面に鉛直な線を中心に振り子運動をする揺動軸を有
し、該揺動軸の他端には揺動軸の回転軸線とは直交する
回転軸線有する回転アーム１が枢着され、該回転アーム
１の他端には回転アーム１と回転軸線が平行である回転
軸線を有する回転アーム２が枢着され、該回転アーム２
の他端には２自由度又は３自由度の手首軸が枢着され、
該手首枢着部と前記回転アーム１の軸支部とを結ぶ仮想
的な振り子の長さは前記回転アーム２の動作により調節
され、該仮想的な振り子の動作は前記回転アーム１の動
作により前記揺動軸による振り子運動の平面とは直交す
る平面内を取付面に鉛直な線を中心に振り子運動するこ
とを特徴とする揺動アーム。 - 【請求項２】床面据え置き型又は天井面吊り下げ型に取
り付けられる固定ベースと、該固定ベースに軸支され取
付面に鉛直な線を中心に振り子運動をする回転アーム１
を有し、該回転アーム１の中間部分に回転アーム１の回
転軸線とは直交する回転軸線有する揺動軸が枢着され、
該揺動軸の動作により前記回転アーム１による振り子運
動の平面とは直交する平面内を取付面に鉛直な線を中心
に振り子運動し、該回転アーム１の他端には前記揺動軸
の基準姿勢において前記回転アーム１と回転軸線が平行
である回転軸線を有する回転アーム２が枢着され、該回
転アーム２の他端には２自由度又は３自由度の手首軸が
枢着され、該手首枢着部と前記回転アーム１の軸支部と
を結ぶ仮想的な振り子の長さは前記回転アーム２の動作
により調節されることを特徴とする揺動アーム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9225590A JPH1148172A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 揺動アーム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9225590A JPH1148172A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 揺動アーム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1148172A true JPH1148172A (ja) | 1999-02-23 |
Family
ID=16831711
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9225590A Pending JPH1148172A (ja) | 1997-08-08 | 1997-08-08 | 揺動アーム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1148172A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103862464A (zh) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | 库卡罗伯特有限公司 | 机器人臂 |
-
1997
- 1997-08-08 JP JP9225590A patent/JPH1148172A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103862464A (zh) * | 2012-12-13 | 2014-06-18 | 库卡罗伯特有限公司 | 机器人臂 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3952955B2 (ja) | 多関節ロボット | |
| JP4971984B2 (ja) | ロボットの関節構造 | |
| JP4235931B2 (ja) | パラレルリンクロボット | |
| JPS61244475A (ja) | 産業用ロボツト | |
| JPS6319316B2 (ja) | ||
| KR0168697B1 (ko) | 산업용 로봇 | |
| JPH01150042A (ja) | マニピュレータ関節機構 | |
| JPH0443742B2 (ja) | ||
| JP2000343477A (ja) | ロボットの関節部構造 | |
| JP2007144559A (ja) | 多関節ロボット | |
| JPH06270077A (ja) | パラレルロボット | |
| JPH1148172A (ja) | 揺動アーム | |
| JPH11216692A (ja) | 産業用ロボット | |
| JPS63191585A (ja) | ダイレクト・ドライブ型多関節ロボツト | |
| KR100225975B1 (ko) | 수직 다관절 로보트의 아암 연결 구조 | |
| JP3075658B2 (ja) | マスタスレーブ形マニプレータのスレーブアーム | |
| JPH0265981A (ja) | 産業用ロボット | |
| JPH07148680A (ja) | 産業用ロボット | |
| KR100380815B1 (ko) | 수직 다관절 로봇 | |
| JP2710585B2 (ja) | 産業用マニプレータ | |
| JP2567085B2 (ja) | 産業用ロボットのアーム支持構造 | |
| JPH06311B2 (ja) | 産業用ロボツト | |
| JP2009154261A (ja) | 産業ロボット | |
| JPS6347080A (ja) | 多関節形産業用ロボツトのア−ム駆動装置 | |
| JP2001138274A (ja) | ロボット装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020226 |