JPS58120491A - ロボツト関節部の駆動機構 - 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】 本発明はロボット関節部の駆動機構に係り、更に詳しく
は、特定の内歯車、可撓性平歯車及び押枠よりなる歯車
機構により減速するロボット関節部の駆動機構に関する
ものである。

特定の内歯車、可撓性平歯車及び押枠よりなる歯車機構
は米国ハーモニック社より「ノ・−モニツクドライブ」
なる商品名により販売されている。

該歯車機構の原理を先ずｗＪ１図に基づいて説明する。

第１図において、１０は内歯車である。ハーモニック社
ではこれを１サーキユラスプライン」と呼んでいる。内
歯車１０内には、内歯車ｌＯに同心且つ内かみあい可能
で、内歯車１０より少い歯数の可撓性材料の平歯車９が
設けである。ハーモニック社ではこれを「フレクスプラ
イン」と呼んでいる。

平歯車９の歯部の内側は空洞となっている。即ち、平歯
車９は片持形式で軸支される。平歯車９の空洞内には平
歯車９と同心の回転軸７を有する押枠８が設けである。

押枠８をノ・−モ二ック社では「ウェーブジェネレータ
」と呼んでいる。押枠８は図示のように棒状となってお
り、中心で回転軸７で支承されている。押枠８の両端に
は望ましくはローラを設けておく。押枠８は平歯車９の
歯部を１に正方対の２つの方向に押拡げ、平歯車９の一
部を隋円形として内歯車１０にかみあわせる長さとしで
ある。従って、押枠８を回転すると、内歯車ｌＯと平歯
車９のかみあい個所が移動して行く。

このハーモニックドライビング機構は、従来より押枠７
を駆動し、内歯車１０’ｌ固定し、従って、平歯車９を
内歯車と平歯車の歯数比に応じて変速して従動させて使
用されている。

次に、従来のロボット関節部の駆動機構において使用さ
れている上述の歯車機構（）・−モニツクドライブ機＊
）を＠２図及びａｇ３図に基づいて説明する。第２図は
多関節ロボット全体の概略を示す平面図である。１は旋
回部本体である。第３図は従来のロボットの第２図にお
けるＡ部、即ち駆動機構部の縦断面一である。

第３図の駆動機構部の構成をその組立順序に従って説明
する。先ずＡベース３にＢベース５を取付ける。別に従
動軸となるセンターシャフト１１にカップ状の平歯車９
を下向けに取付ける。このセンターシャフト１１をＢベ
ース５に軸受１２ヲ介して回転自在に取付ける。また、
センターシャツ）　１１は、Ａベース３に軸受４により
回転自在に支承されている旋回ペース２に、センタープ
レー）　１３により連結され、センターシャフト１１は
回転自在であると共に、その荷重の殆んどは旋回ペース
２を介してＡベース３に支承される。

Ｂペース５の内側の平歯車９の歯部に対向する個所に、
内歯車１０が嵌装される。次に、モータ６のモータ軸７
に押枠８の回転軸を取付け（即ち、モータ軸７１に押枠
８の回転軸とする。）、押枠８を取付けたモータ６を、
押枠８か平歯車９の歯部の内側に入るように、そのケー
シングの鍔部でＡベース３に取付ける。

この駆動機構部は以上の如く組立てられ、＃Ｉ成され、
内歯車１０が固定され、モータ軸７が回転し、押枠８が
回転すると、平歯車９が押枠８と回転速度をかえて回転
し、旋回ペース２か回転する。また、この組立に際して
は、全くの手さぐり状態で行なわなければならない個所
が多（、噛み合せが悪く、組立後年都合が発生し、長時
間の調整が必要となることが往々にして起る欠点がめっ
た。

本発明の目的は、組立作業中に部品の状態を監視するこ
とができ、組立てを容易に実施することかでき、史に組
立後の保全、１ｉＩ４整を容易とする信頼性の尚いロボ
ット関節部の駆動機構を提供するにめる。

本発明によるロボット関節部の駆動機構は、内歯車と、
該内歯車に同心且つ内かみあい可能で、該内歯車より少
い歯数の可撓性材料の平歯車と、該平歯車の中央の空洞
部に設けられ、該平歯車の歯部を互に正反対の２つの方
向に押拡げて内歯車にβ・みあわせ、その中心に該平歯
車と同心の回転軸を有する押枠と、よりなる歯車機構に
より減速するロボット関節部の駆動機構において、前記
押枠の回転軸を駆動軸に連結し、前記平歯車の軸又は軸
相当部を固定し、内歯車が従動するようにしであること
！特徴とするロボット関節部の駆動機構である。

本発明によるロボット関節部の駆動機構の好ましい態様
においては、前記駆動軸がモータ軸であり、前記平歯車
の軸相当部がモータケーシングに固定されている。他の
好ましい態様においては前記平歯車が上向カップ状に形
成され、駆動軸を貫通せしめて密封摺動可能とし、潤滑
油槽を形成している。

以下、本発明によるロボット関節部の駆動機構を実施例
の図面の第４図に基づいて説明する。第３図に示す従来
の駆動機構では、内歯車１０を固定し、平歯車９を従動
としていたか、本発明の機構においては平歯車９を固定
し、内歯車１０を従１゛としてめる。よって、第４図に
おいて第３凶と同一部分は同一符号で示し、その説明！
省略する。

この駆動機構を組立てるには、梵ず、モータ６のケーシ
ングに平歯車９な固定し、モータ軸７　Ｋ押枠８を取付
ける。押枠８は充分目視し得る状態でモータ軸７に取付
けられるので、平歯車９との保合状態を正確処すること
ができる。次に平歯車９及び押枠８を取付けたモータ６
’ｇＢペース５にボルト結合した後、Ｂペース５をＡベ
ース３にボルト結合する。次に、旋回ペース２を軸受４
及び１１Ｙ介してＡペース３及びＢベース５上に回転自
在に支承させる。最後に、平歯車９の歯部に対向する旋
回ペース２の内側に内歯車１０ヲ嵌装する。

内歯車１０の嵌装も充分目視し得る状態で行なわれるの
で正確に行なうことができる。第４図には省略しである
が、第３図のセンターシャフト１１に相当する従動軸が
旋回ペース２の上部開口を跨ぎ、旋回ペース２に取付け
られる。上述の機構は第１図におけるＡｆｌＳＫ限定さ
れることなく、多関節ロボットの各関節部にも使用し得
ることは勿論である。

第４図のように平歯車９′？：上向きのカッ１状とし、
底部をモータ６のケーシングに密着させるか、又は底部
にモータ軸７を貫通させて、これを密封摺動可能とする
ときは、平歯車９の中に１％［油を入れ、押枠８の高速
回転する場合無給油潤滑を可能とすることができ、ロボ
ット関節部の駆動機構としてすぐれた効果をあげること
ができる。

本発明によるロボット関節部の駆動機構は以上の如く組
立てられ、且つ構成されている。この歯車機構の内歯車
、平歯車及び押枠の噛合せ及び抑圧接触の組立の際は、
これらの部品が完全に観察できる位置で、しかも作業員
の指先が容易に届く位置におかれているので、位置合せ
を充分確認しながら組立を進めることができ、組立が容
易、迅速となり、組立精度を向上することができる。ま
た、組立途中において、あらゆる機械的精度を測定する
ことができ、これを定量的に把握することが可能で、更
に、組立後の保全、調整を著しく容易にし、高い信頼性
を確保することができる。また、組立費用も低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のロボット関節部の駆動機構に使用され
る歯車機構の原理囚、第２図は多関節ロボット全体の概
略を示す平面図、第３図及び第４図は従来例及び本発明
の実施例の第１図におけるＡ部、即ち関節部の駆動機構
部の縦断面図である。 １・・・旋回部本体、２・・・旋回ペース、３・・・Ａ
ペース、４，１２・・・軸受、５　゛Ｂペース、６・・
・モータ、７・・・モータ軸（回転軸）、８・・・押枠
、９・・・可撓性平歯車、１０・・・内歯車、　１１・
・・センターシャフト、１３°・°センタールレート。 代理人　弁理士　秋　本玉　実 ５２ 第１図 第３図 第４ｖＡ 第１頁の続き ０発　明　者　内田晃 習志野市東習志野七丁目１番１ 号株式会社日立製作所習志野工 場内

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　内歯車と、該内歯車に同心且つ内かみあい可能で
   、該内歯車より少い歯数の可撓性材料の平歯車と、該平
   歯車の中央の空洞部に設けられ、該平歯車の歯部を互に
   正反対の２つの方向に押拡げて内歯車にかみあわせ、そ
   の中心に該平歯車と同心の回転軸を有する押枠と、より
   なる歯車機構により減速するロボット関節部の駆動機構
   において、前記押枠の回転軸を駆動軸に連結し、前記平
   歯車の軸又は軸相当部を固定し、内歯車が従動するよう
   にしておることを特徴とするロボット関節部の駆動機構
   。 ２、前記駆動軸がモータ軸であり、前記平歯車の軸相当
   部がモータケーシングに固定されている％ｆｆ請求の範
   囲第１項のロボット関節部の駆動機構。 ３、　前記平歯車が上向カップ状に形成され、駆動＠を
   貫通せしめて密封摺動可能とし、潤滑油槽を形成してい
   る％粁請求の範囲第１項又は第２項のロボット関節部の
   駆動機構。