JPS5810485A - 工業用ロボツトの誘導ハンドル装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、工業用ロボットのアーム及び手首を所望の位
置及び方向に誘導するための銹導ハンＣル装置に関する
ものである。

従来の誘導ハンドル装置としては、米国特許第３．５６
１．．２８０号に開示された第１図に示すようなものが
ある。上端にノブｌを有するハンドル軸２は、上・下２
枚のガイｒ板３及び４（、ｆイＰ板３はケースの天井部
材である）にそれぞれ設けたガイド穴３ｍ及び４ａＫよ
って軸方向にしゆう動可能に案内されておル、を九ハン
ドル軸２の下端部に設けたみぞ２Ｃにはフォーク５が係
合している。フォーク５は板６（板６はケースの底部材
である）上に台７を介してぎルト８によって取り付けら
れている。ハンドル軸２のガイ”ｆｆ１３と４との間の
部分には、薄い板状になるように切シ欠いた平板部２ａ
及び２ｂが形成しである。平板部２ａと２ｂとは、ハン
ドル軸２の軸心を中心として互いに９０＠ずらしてあり
、また上下方向の位置もずらしである。平板部２ａ及び
２ｂにそれぞれストレインゲージ９ａ及び９ｂが張９付
け゛である。また、フォーク５にもストレインゲージ９
ｃが張り付けである。このような構成のハンドル装置の
ノｆｌに、任意の方向の力を作用すると、カのＸ。

Ｙ及び２方向の各成分によってハンドル軸２及びフォー
ク５にひずみが発生し、各ひずみはストレインゲージ９
ａ、９ｂ及び９ｃによって検出される。ストレインゲー
ジ９ａ、９ｂ、及び９ｃによって検出されたひずみは、
口？ットのアーム駆動装置の作動信号に変換される。こ
れらの作動信号によってアーム駆動装置が作動され、ア
ームが所定の位置まで移動される。

しかしながら、上記のような従来のハンドル装置には次
のような欠点があった。ハンドル軸２を支持する２つの
穴３ａ及び４ｍの間に平板部２ｍ及び２ｂを設けである
ため、ハンドル軸２に曲は力を加えると、２つの穴３ａ
及び４ａｔ−支点として平板部２ａ又は２ｂで折れ曲が
って「＜」の字状になってしまい、このｉｔで軸方向に
移動させようとしても円滑に穴３ａ及び４ｍ円を動くこ
とができず、軸方向に加えた力に比例し九ストレインゲ
ージ９ｃの出力が得られなかった。また、ノブｌからス
トレインゲージ９ａまでの距離と、ノブｌからスト１／
インｒ−ジ９ｂまでの距離が一致していないため、Ｘ及
びＹ方向に同じ大きさの力を加えても、ストレインゲー
ジ９ａ及び９ｂの出力に差が生ずるという欠点があった
。更に、フォーク５に取シ付けたスト１ツインゲージ９
ｃの感度も、ストレインゲージ９ａ、９ｂの感度とは全
く相違していた。

本発明は、従来のハンドル装置における上記のような欠
点を解消し、操作性が曳く精度が高い誘導ハンドル装置
を得ることを目的とするものである。

以下、本発明をその実施例を示す添付図面の第２〜５図
に基づいて説明する。

第２図に、本発明による誘導ハンドル装置１０を取り付
けたショツトブラスト作業用ロボットを示す。垂直軸を
中心として旋回可能な旋回台１１上にピン５４を中心と
して揺動可能な第１アーム１２が設けてあり、第１アー
ム１２の先１）ｉｔ！Ｍに第２アーム１３がピン１４を
中心として揺動可能に取り付けである。第２７−ム１３
の先端にはピン１５及び１６を中心として２方向（Ｘ′
及びＺ′力方向に揺動する手首１７が設けである。第１
アーム１２゜第２アーム１３及び手首１７はそれぞれ図
示してない駆動装置によって動作される。手首１７には
。

ホース１８を介して高圧空気と共にショットが供給され
るノズル５５が取り付けてあシ、これによってショツト
ブラスト作業を行なうことができるようにしである。本
発明による誘導ハンドル装置１０Ｈ第２７−ム１３の中
央部付近にピン１９によって揺動自在に取シ付けである
。誘導ハンドル装置１０にはレバー２０が取り付けであ
るが、このｌ／　／４　２０　ｔ！　ｂ　ピン１４を中
心として揺動可能な三角リンク２１とロツげ２２によっ
て連結されている。レバー２０とロッド２２とを連結す
るピン２３．ロッド２２と三角リンク２１を連結するピ
ン２４．ピン１９及びピン１４は平行四辺形を形成する
ように配置しである。三角リンク２１の他方の１ツバ−
は−ン２５によってロッド２６と連結されておシ、ロッ
ド２６の他端は旋回台１１にピン２７によって連結され
ている。ピン５４，１４゜２５及び２７は平行四辺形を
形成するように配置しである。従って、ノ１ンドル装置
ｌＯのレノ４−２０に、三角リンク２１によって連結さ
れた２つの平行リンク機構の一部を形成しており、第１
アーム１２及び第２アーム１３の位置がどのように変化
しても固定部分に対する方向は全く変化しない。

従って、レバー２０と一体の誘導ノ１ンドル装置１０の
方向も変化しない。誘導ノ為ノドル装置ｌＯを第３〜５
図に拡大して示す。前述のように第２７−ム１３に回動
自在に支持されたピン１９を有する取付部材２Ｂに箱状
のケース２９が取）付けられている。ケース２９に２つ
の直動軸受３０を介して第１ハンドル軸３１が第３図中
で上下方向に移動可能に支持されている。第１ハンドル
軸３１の下端部にはノブ３２が取り付けられており、ま
た第１ハンドル軸３１の中間部には正方形断面の切込部
３１Ｍが形成してあシ、この切込部３ｔｅの各平面部に
、第５図に示すように、ストレインゲージ３３．３４．
３５及び３６が張り付けである。

第１ハンドル軸３１の直重軸受３０間の部分に、−ン３
７によって部材３８が取り付けである。部材３８には、
ケース２９に設けた長穴２９ａ円に案内されたガイｆ軸
３９が固着されておシ、これによって第１八ンげル軸３
１が回転することなく軸方向にのみ移動するようにしで
ある。また１部材３８にはみぞ３８１が形成してあり、
このみぞ３８ａにレバー４０先端の球面部４０ａがはめ
合わせである。１ツバ−４（Ｉｔ第１ハンＰル軸３１に
直交するようにケース２９にがルト４１によって取す付
けられている。レバー４０の中間部には正方形断面の切
込部４０ｂが形成してあり、切込部４０ｂの第３図中上
下の平面部にそれぞれストレインデージ４２及び４３が
張シ付けである。第１ハンＰル軸３１と直交する（レノ
々−４０と同心に整列する）第２ハンドル軸４４ががル
ト４５に、千ってケース２９に収り付けられている。第
２ノ１ンドル軸４４の先端にはノブ４６が取り付けられ
てオリ、また第２ハンドル軸４４の中間部には正方形断
面の切込部４４Ｊｌが形成してあり、この切込１ｉ４４
鳳の各平面部にストレインゲージ４７．４８゜４９及び
５０が張り付けである。なお、第１ノ・ンｒル軸３１及
び第２ノ１ンドル軸４４の切込部３１ｍ及び４４ａｔ；
！それぞれダスト力ｚ４−５１及び５２によって覆っで
ある。ま九、第１ノ１ノドル軸３１のノブ３２が設けで
ある端部とは反対側の端部もダストカバー５３によって
覆っである。なお、第１ハンドル軸３１のノブ３２から
ストレインゲージ３３，３４．３５及び３６１での距離
、第２ノ１ｙドル軸４４のノブ４６からスト１／インｒ
−ジ４７．４８．４９及び５０までの距離、及びし／４
−４０の球面部４０ｍからストレインデージ４ｚ及び４
３までの距離な埠しくである。また、第１ハｙＰｈ軸３
１　＋　ｌｌＩ２ハンドル軸４Ｌ＆びｌ／パー４０の材
質及び直径も等しくしである。ストレインゲージ３３，
３５．３４・３６．４２・４３゜４７・４９、及び４８
・５０はそれぞれ図示してないブリッジ回路を介して制
御装置に接続されてシリ、制御装置からの出力信号は、
第１アーム１２及び第２アーム１３の駆動装置及び手首
１７の駆動装置に送られるようにしである。

次に、上記のような構成を有する本発明による誘導ハン
ドル装置の作用について説明する。

ノブ３２を操作することによって、第１ハンドル軸３１
Ｋ例えばＹ方向の力を作用すると、第１ハンドル軸３１
は変形して切込部３１ａに力に比例したひずみを生じる
。ひずみはストレインゲージ３３及び３５によって検出
され、検出信号はブリッジ回路を介して制御装置に送ら
れ、制御装置はこの信号に基づいてアーム駆動装置を作
動させ。

第２７−ム１３の先端部をＹ方向に移動させる。

同様にＸ方向への操作力はストレインゲージ３４及び３
６によって検出される。ｔた、２方向への操作力は、球
面！Ｉ　４０　ａを介してし／４−４０を変形させるの
で、ストレインデージ４２及び４３によって検出される
。従って、任意の方向に第１　）ｓンドル装置３１を操
作すると、Ｘ、Ｙ及び２各方向の力の成分が検出され、
これに応じて各駆動装置が作動するので、第２アーム１
３の先端部社操作方向に移動する。同様にして、ノｆ４
６の操作によシ、第２ノ１ンＰル軸４４をＸ−Ｚ２次元
内において任意の方向に操作すると、操作力はスト１ノ
インダージ４７，４８．４９及び５０によって検出され
１手首１７が操作方向に移動する。従って。

ノズル５５を任意の方向に向けることができる。

なお、−ン１５及び１６を中心として揺動するノズル５
５の方向ト、第２７鴬ンＰル軸４４の方向カミ感覚的に
一致しているので、ノズル５５を向けたい方向に第２７
−ンげル軸４４を操作すればよく、感覚的に操作が非常
に容品である。また、第１ノ・ンドル軸３１の操作方向
も冥際０ｔｌｌＥ２ｙ−Ａ１３先端部の移動方向と一致
しておシ、所望の方向に第１ハンドル軸３１を動かすこ
とにより所望の第２アーム１３先端部の移動を得ること
ができる。

また、鋳導ハンドル装置１０は平行リンク機構を利用し
て第２７−ム１３に収り付けられているので、第２７−
ム１３がどのような姿勢であっても水平面に対して常に
一定の姿勢を維持するので、常に良好な操作性を得るこ
とができる。

なお、＠２アーム１３が高い位置にあるような場合又は
悪い環境にあるような１合には、誘導ハンＰル装置１０
を第２７−ム１３がら取り外して使用することも可能で
ある。また、上記実施例ではひずみの検出のためにスト
レインデージを使用したが、その他のひずみ・電気変換
器であっても差し支えない。

以上説明してきたように１本発明によると、ｎ導ハンに
ル装置のケースに２つの直動軸受を介してハンドル軸を
支持し、ハンドル軸に垂直なレバーの一端をケースに固
定し、　ｌ／パーの他端の球状部を２つの直動軸受間の
ハンドル軸と一体のみそにはめ合わせ、ハンドル軸のノ
ブと直動軸受支持部との間の部分に断面正方形の切込部
を形成し、この切込部の各平面にひずみ・電気変換器（
説明した実施例ではストレインデージ）を取り付け。

レバーに形成したハンドル軸に垂直な平面にひずみ・電
気変換器（説明した実施例でにストレインゲージ）を取
シ付けたので、ハンドル軸は円滑に動作して操作力に応
じた正確な出力信号が得られ。

口〆ットを精度良く誘導することができる。また。

ひずみ・電気変換器を取り付ける切込部は正方形断面と
すると共に力の作用点から切込部までの距離を各方向共
に等しくし九ので、各ひずみ・電気変換器の感度が郷し
く、出力信号の電気的な処理が簡単になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の誘導ハンドル装置を示す叩、第２図は本
発明による誘導ハンドル装置を取り付は九ロゲットを示
す図、鮪３□□□は本発明による誘導ハンドル装置の断
面図、第４図は第３図に示す誘導ハンドル装置の■−■
線に沿う断面図、第５図は第３図に示す誘導ノ・ンドル
装置のｖ−ｖ線に沿う断面図である。 １０・・・誘導ハンドル装置、１２・・・輔１アーム。 １３・・・第２アーム、１７・・・手首、２９・・・ケ
ース、３０・・・直動軸受、３１・・・第１ハンＰル軸
、３１ａ・・・切込部、３２・・・ノブ、３３，３４，
３５．３６・・・ストレインデージ、３８ａ・・・みぞ
、４０・・・レバー、４０　ａ　・・・球面部、４０ｂ
・・・切込部、４２．４３・・・ストレインゲージ、４
４・・・第２ハンｆル軸、４４ａ・・・切込部、４６・
・・ノブ、４７．４８，４９．５０・・・ストｌ／イン
ゲージ。 特許出願人　株式会社日本製鋼所 代理人　弁理士　　宮　　内　　利　　行第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　工業用ロボットの移動可能なアームの先端部を所定
   位置壕で移動するための誘導ハンドル装置において、 ケースに２つの直動軸受を介してハンドル軸を支持し、
   ハンドル軸に垂直なレバーの一端をケースに固定し、レ
   バーの他端の球面部を２つの直動軸受間のハンドル軸と
   一体のみそにはめ合わせ、ハント９ル軸の直動軸受に支
   持される部分とノブとの間の部分に断面正方形の切込部
   を形成し、この切込部の各平面にひずみ・電気変換器を
   取シ付け、またレバーに形成したハンドル軸に垂直な平
   面にひずみ・電気変換器を取９付けたことを特徴とする
   工業用口ゲットの誘導ハンドル装置。 ２　ハンドル軸とレバーとは同材質及び同断面形状とし
   、レバーの平面はレバーにハンドル軸の切込部と同様の
   正方形断面の切込部を設けることによって形成され、レ
   バーの球状部から切込部までの距離はハンドル軸のノブ
   から切込ａｔでの距離と等しくしである特許請求の範囲
   第１項記載の工業用口ゲットの誘導ハンドル装置。