JPS58149190A - 機械的作動器 - 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】 本発明は機械的作動器に関し、特に、口〆ット又は他の
自動機械の構造又はこの一部として役立つ′ａＡ構に関
する。

多くの場合、身体的な動作は自動装置に１って行なわれ
るのが望ましい、かかる場合の一つは、ｌ＠接ステーシ
ョンを移動するキャリアで運はれる成る目的物（例えは
、車体）の−Ｓを互いに浴接する間であり、溶接を行な
う機械が、目的物が爵′＃機を通り過ぎる前に目的物を
位置決めし、＃）秦するシームを確認し、そして次に、
迅速且つ正確にシームを溶接する。身体的に浴接工具（
又は他の使用工具）ｔ−位置決めすることに伴なう機械
のその部分は、ここでは作動器機構と称される。

現在の自動ｆ＆接装置（及びこの型式の別の取扱い装置
）の作動器機構の設計は、人間の腕の機構に基づかれる
。機１１は、第１のジヨイント（「＋貰」）によって第
７の細長い部材（「前腕」）に取付けられた装置１ｌｌ
（Ｌはしは人間の苧にｇＩｉＩ似した把持装置）を保持
する装置を有し、第１の細長い部材は、七井自身、直播
的か又は謝コのジヨイント（「肘」）ｔ−介して＠長い
伸長部材（「上腕」）に取付けられ、この伸長部材はｆ
ｉｌ、３のジヨイント（「肩」）に１って機械本体に取
付けられ、この機械本体は、それ自身、第９のジヨイン
ト（【）に工って床に取付けられる。しかしながら、人
聞の手は手先の巧みな機械のすぐれた作品であるが、入
手できる口？ット、の僕遺品はそうではなく、実際、現
在使用されるこの一般的な型式の「ヒユーマノイド」ロ
ゲットの構造は、仕事、臀に、迅速且つ正確な動作のた
めの装置例えは車体のコつの重なる又Ｆｉ＠接する部分
の闇の薄いシーム會浴接する装置に使用されるときには
理想からほど通い。

現在のこれらの構造は剛性（構造的及びサーダ機械的の
両方）及び動的制御に欠陥があり、かくして適切な作動
器機構を生産するために代わりの試みが会費とされる。

本発明は、ｆさしく作ｌｌ２Ｉ機のかかる代わ９の設計
ｔ−提供しょうと努め、この設計は、人間の腕に類似し
た部分１に保有するがそれにもかかわらす、最大剛性を
得る工うにできるたけ三角形になった剛性Ｗ４造の望ま
しい特徴を具体化し、そして（好ましい面では）作動器
によって支持される工具の近くに設けられる駆動モータ
のｍ！Ｌい特徴を具体化する。

第１の而では、本発明は、ロゲットのための腕状作動器
機構を提供し、この機構は、ベースグレート（又は、「
本体」取付は体）と、前後にピッチ運動ができる工うに
ペースグレートに（「屑」ジヨイントによって）回動自
在に取付けられたペデスタル（又は上腕部分）及びペデ
スタルを七の工うに移動させる丸めの装置であって、ペ
デスタルの後部に取付けられ且つペデスタルのジヨイン
トとベースグレート上のジヨイントとの関に娩びる調整
可能な支持プロンｆｔ−有する装置と、上下のピッチ運
動及び左右の横運動可能ペデスタルの自由端に（「肘」
ジヨイントによって）回動自在そして旋回自在に取付け
られたブーム（又は下腕部）及びズームをそのように移
動させるための装置で夕、つてペデスタルの両側に取付
社られ且っ各谷ブームの二軸ジヨイントとペデスタルの
側の二軸ジヨイントとの間に砥びる二つの１ｌｌｌ！整
可能な支持柱を有する装置とから成る。

本発明の作動器機構は、ペースグレートに回動自在に取
付けられ九プームー支持ペデスタルから成る。もし構造
全体を人間の腕にたとえれは、ベースプレート及びその
関連したジヨイントは人聞の肩に相当し、この組合わせ
は上腕部（ペデスタル）を胴体に取付けられる取付物で
ある（さらに、どんな＊ｌｉ！でもベースプレートはｂ
！ｉ１有される。）最も一般的な場合、ベースプレート
は、率に、ペデスタル（及びペデスタルの支持プロップ
）の丸めのプラットホームであり、ペデスタル及びプロ
ップをベースプレートに取付はビゲットジョイントの関
連する部分を支持し、そしてさらに以下に説明するよう
に、好ましい「広い」ペデスタルを用いるために二つの
間隔をへだてたビがットジョイントがあり、従ってピが
ット軸森が平行で、二等辺三角形の頂点に配置された全
部で３つのかかるジヨイントがある。かかる率なるプラ
ットホームのベースは、使用に当っては、単純に塊場の
地面に安全に固着される。しかしながら、より有利な実
施態様では、ベースプレートは、率にプラットホームで
はなく、その代わり、作動器機構の位置決め機械の一部
であり、それ自身、ベースグレートの平面に垂直な（か
くして、ベースプレートが床に取付けられる場合使用に
当って、垂直な）軸線のまわりに回転運動ができるよう
に堆付けられる。かかる回転可能に取付けられたベース
グレートは、機構が作動する蓋を増大させる九めに都合
が良いという工りはむしろ（このベースプレートは、こ
の種類の貴位置決めのために過当な制御装置とと４に使
用されるが）、主として、５ｕｔｔを迅速にベースプレ
ートの運動範Ｈの一方の端停止部で作用の大きさから、
他方の端停止部で無事に「安全」位置に戻すために便利
である。従って、望ましくは、ベースプレートはζ端停
止部の間で回転できるように取付けられ、そして、ベー
スグレートを必發に応じてそのように回転させる丸めの
関連した躯動装置ｔ−肩する。

本発明の作ＩＩＥｌ］器機構のブーム支持用上腕状のペ
デスタルは、有効幅（−ｅデスタルのピッチ平（３）に
垂直な方向の寸法）會有する単一の剛性の不伸長の柱状
部材であるのが都合良い。この柱状部材は、前後面でピ
ッチ運動できる↓うに一端がベースグレートに回転自在
に取付けられ（そして、一般的にはいかなるねじり運動
もできない又は任意の横方向の平面でいかなる運動もで
きない）、そして幅に亘って間隔をへたてて位置決めさ
れたかかる２つのピボットジヨイントの関連部分ｔ−漏
の各−に７つすつ有するのが都合良い。以下にさらに睨
Ｆ！Ａするように、かかる構造（二つの間隔をへたてた
ジヨイントを有する幅の広いペデスタル）は三脚構造を
有するペデスタル及び支持プロップの組合わせとなり、
即ち、これは所望の筒い安定性及び構造的な剛性を与え
る。

ペデスタルは、ペデスタルとベースグレートドの闇の後
部に取付けられた調整可能な支持プロップを有する。支
持プロップは、長さが８１４贅でき、かくして支持グロ
ンｆを長く（前に）又は短く（後ろに）すると、ペデス
タルを必安に応じて、前後（３）で揺動させることがで
きる。支持プロップは、取る形態の圧縮空気ｌ＆激又は
油圧装置で駆動さねるのが良いが、さらに好ましくは支
持プロップが工り剛性の、より劃−可能な構造を形Ｆｌ
ｉ、ｊるので）、皮付グロノｆは、ねじジヤツキ機構で
あり、一定長さのねじ棒を有する型式の単一のものが都
合良く、このねじ棒は、長い軸線のまわりに回転し、−
趨が静止（非回転）ソケットにねじ込まれて出入りし、
かくしてソケットとねじ棒の他端との間の部分の長さを
変え、ソケットとねじ棒の他端がそれぞれペデスタルと
ベースプレートに固層されている場合、ねじ棒は、調整
可能なプロップになり、このプロップの有効長は、４デ
スタルを前後（３）で揺動させるように所望するように
変化できる。かかるねじジヤツキの調整可能なプロップ
に関して、ソケット（これにねじ捧が螺入する）がペデ
スタルに回動自在に取付けられる場合、ねじ棒の突出す
る自由端は被デスタル内の凹部の中へ姑ひ、−万、ねじ
禅の「Ｉｌ！ｊｌボした」趨はベースグレートのピボッ
トジヨイントに回転自在に取付けられるのが都合良い。

当然、ｙＡＩＭ可能なプロップと関連した駆動装置があ
る。作動器機構の駆動される１さを最小に保つためには
、この駆動装置は、◆冥土、プロップのベースプレート
のピボットジヨイントに取付けられるのが望ましい。

一方がペデスタル、他方がベースグレートにあル支持プ
ロップの二つのピボットジヨイントは、過度の力を使用
する心安なく、ペデスタルを駆動させる工うにグロノｆ
を伸縮させることができるのに十分な運動がある工うに
、当然各々、（デスタルの揺動ピ？ット＠線から間隔を
へだてられる。

各々の場合、絶対的な間隔は、主として機構の大きさに
依るが、相対的な間隔は、プロップの二つのピボットジ
ヨイントがペデスタルの播勘ピ？ットジョイントから等
距離にあり且つペデスタルのプロップのピがラミジヨイ
ントがペデスタルに沿ってほぼ中間にあるような間隔で
あるのが都合良い。そして、臀に好ましい実施例では、
ペデスタルのプロップのピボット軸＃”デスタルのプロ
ップの＠線と横動ジヨイントの軸線を繋ぐ線はペデスタ
ルそれ自身の縁に対して十分２０°乃至３０°であるよ
うにかなり後部に片寄っていて、従ってさらにペデスタ
ルが前号に傾くときに（場合ＶｃＬつては通常）てこ作
用をＭ効に利用する。

ペデスタルの自由端に、前面に蝋びる下腕状のブーム（
剛性の、ＭｇＬ＜は不伸長のねじれない一−ル状部材）
がある。ブームは回動自在（上下のピッチ運動自在に）
且つ旋回自任（左右の横運動自在に）に取付けられ、取
付Ｓ−すれ自体に、そのような運動を可能にする任意の
在米の二軸ジヨイントであるのが艮い。本発明の作動器
機構を有する口〆ットに使用されるマニプレーク装置及
びそのＩＩＡ勧装型装置持するのがブームの目的であり
、好ましい一つの形路では（以下にさらに詳細に説明す
るＬケに）、かかるロゲットは、ブームの前方の端に取
付けられたマニプレータ装置及び、従って後方の端に取
付けられた躯動鉄ｔを壱する。

特に都合の良いかかる倒造ａ１共造軸艇のまゎシ□！　
　　　にｔｇ１転自在に互に１・ｊ軸的に配置した捩υ
剛性管装＊ｔ−介して駆動！！ｌ！ｆｉｍｌマニブレー
ク装置に連結し、かくして、ブームそれ自身は望ましく
は中９の管であり、円形の横断面のものが都合良く、こ
のブーム内に駆動装置の管が同軸的に設けられる。

ゲームは、ブーム、駆動装置、駆動連結部、マニプレー
タＷ＆置及び工具の組合せがほぼ釣合うようなブームの
長さに沿う位置でペデスタルの自由端に取付けられるの
が有利である。さらに以下に説明する好ましい形態では
（若干の相対的に１い電動機全駆動装置のための原動機
として使用して入プームは、後方（駆動装置）の端に極
めて近く且つ前方（マニプレータ）の端から速い点に取
付けることが必賛である。

ブームは、ブームの二軸ジヨイントとペデスタルの両側
との間に設けられたλつの調整可能な支持柱に１って支
持される。各支持柱は長さがｖＩ４！Ｉでき、かくして
、心安に応じて両支持柱を長く（上方に）又は短く（下
方に）ｆると気プームを上下面でピッチ運動させ、又は
−万の支持柱を長く且つ他方の支持柱を短くすると左右
方向に横運動させることができる。

当然、これらの一つの調整形式の組合せによって、ブー
ムは、この長さ方向に垂直な球面内の任意の方向に移動
することができ、そしてペデスタルそれ自身を前後面で
ピッチ運動させることにぶって、促ってブームは同様に
前後に移動することができる。ペデスタルの支持プロラ
グとＰＩＮブームの各支持柱は、成る形態の圧縮突気装
置又は油圧鉄筒によって伸動駆動され、さらに好ましく
は（支持柱は、工す剛性の、より制御可能な構造を形成
するので）、ねじジヤツキ機構である。しかしながら、
ペデスタルの支持プロラグは、一端が非回転ソケットに
螺入して出入し、従ってソケットと他層との闇の部分の
長さを変える一足長さのねじ棒をもつ型式の単一ねじジ
ヤツキであるのが都合良く、−万、ズームの各支持柱は
、最も好ましくは、ソケット回転し且つねじＩｋは回転
しない型式のねじジヤツキであり、即ち、ソケット及び
支持柱の他層がペデスタル及びブームに固着されている
場合には、各ねじＩｉＩは、必賢に厄じて、上下ｌのピ
ッチ運動と左右面の横運動との任意に選択された組合せ
でブームを移動させるＬうに変えることのできる有効長
の調整可能な支持柱になる。

かかるねじジヤツキの調整可能な支持柱に関してハ、各
支持柱についてソケット（これはねじ禅のまわりを回転
する）がペデスタルの二軸ジヨイントに回転自在に取付
けられる場合、ねじ棒の突出する自由端が一般的に後方
に砥び、−万、ねじ棒の「固定した」端が、回動自在且
つ旋回自在に、ブームの単一の共通の二軸ジヨイントに
取付けられるのが都合良い。当然、各調整可能な支持柱
と関連した駆動装置がある。作動器機構の駆動された慣
性を最小に保つ丸めに、この駆動装置が、事実上、支持
柱のペデスタルの二軸ジョイ／トド−線をなして取付け
られるのが望ましい。一方がペデスタルに、他方がブー
ムにある、支持柱の二つの二軸ジヨイントは、当然、支
持柱を伸縮させる十分な運動があるように（デスタルの
ピッチ運動のピ？ット軸線から各々間隔をへたて従って
過政の力を使用てる必賢性なくブームをピッチ運動及び
／又は横運動させる。各々の場合、絶対的な関隔は主と
して機構の大きさに依るが、相対的な間隔は同一である
のが都合良く（事実、両方のジヨイントについてピッチ
軸線は共通であるのが望ましく、なるほど実際、この共
通な軸線は共通な軸であり、従ってピッチ運動に関して
は二つのジヨイントを共にしっかりと連結する。）、支
持柱の２つのピ〆ットジョイントがブームのピッチ運動
／横運動−回動／旋回ジヨイントから等距離にあす、且
つペデスタルの支持柱のゾヨイ／トカペデスタルに沿っ
てほぼ中間にある工うな間隔である。

本発明の作動器機構が２′Ｎの三脚構造（有効幅を有す
るペデスタルが間隔をへたてた一つの三脚の脚としてみ
なされる。）を有することが認められるであろう。従っ
て、機構は、変形的にロボットのための作動器機構とし
て構成されるのが良く、ベースグレートと、一つの調整
可能な脚を有する第１の三脚構造であって、このｖＩ４
Ｉ４症な脚の長さが変わるにつれて三脚構造を前後方に
ピッチ運ｉ　　動させる一部ジョイントに介してべ一−
グレートに取付けられた第１の三脚構造と、一つの１Ｍ
ｌｌ１可能な脚を有する第一の三脚構造であって、コつ
のｖＩ４Ｉ４症な脚の１つ又は各々の長さが質わるにつ
れて第一の三ｐ４Ｉｌ１１１造を上下のピッチ運動及び
端から熾に旋回させる二軸ジヨイントを介して第１の三
脚構造の７つのｍｕ可能な脚に対向した第１の三ｊｉＩ
Ｉｌｌ造の＠肉に取付けられたＩｌ！コの三脚構造から
成る。第１の三−構造の前の二つの「脚」は、先に構成
されたペデスタルに連結して、三脚の頂点まで延びる。

第一の三脚構造の２つの１ＩｌｉＩ整可舵な脚は、先に
構成され九ｖＩ４整可能な支持柱であり、第一の玉肌構
造の第３の真はこの三脚の頂点まで延びる先に構成され
たブームであシ、細ち、この第一の三脚構造け、第１の
三ｐ４Ｉ構造の前の［正画、かくして（デスタルの両側
及びペデスタルの自由（延びた）端に取付けられる。

十分に理解されるように、作動ｉａｌ！構に剛性等の望
ましい特性を与えるものこそが本発明の作動器機構の二
重の三脚状の性質である。

本発明の作動ＩｉＦ機構に使用されるペデスタルの支持
プロップ及びブームのコつの支持柱ニ、各々それらの性
質に合った成る原動機装置で駆動される。好ましいねじ
ジヤツキ装置の場合において、原動機は、各々の場合、
ジヤツキ機構に適幽に連結された原動機であるのが有利
である。この型式の駆動装置の構造は一般的によく知ら
れていて、ここにさらに説明する必要はない。しかしな
がら、咎に好ましいＷｔ造はゲ硫−ねじ形構造のｆ種の
ものであり、この型式は高度の位置決め精度、極めて小
さな端遊動、高い効率、及び低い摩耗率−精密度のロボ
ット作動器機構に必要とされる全特性を有する形仲で得
られる。なるほどデールーねじ形構造はむしろ時代遅れ
であるが、作動器の好ましい機械的構造は本問題を処理
する。

本発明の作動器機構はロボットの構造の一部として意図
されそしてそれ自体その操作は自動装置、例ｊはコンピ
ューター↓り特別にはマイクロプロセッサトシて普通知
られ九マイクロコンピュータ１式−に１って制御され、
このコンピュータハ、機構のブームが支持するいかなる
工具をも精確な面且つ適時に位置決めをするように種々
の駆動装置の動作を調節する。しかしながら、これを行
なうために、制御装ｆは、装置から（望ましくは調整可
能な支持部材それら自身からの）のフィードバックされ
る必要があり、そこで工具が実際にどこにあるかを定め
る。かくして、各々の１Ｉｉ１整可舵な支持部材は、制
＃装置に過当な信号を送ることができる長さ一節装置と
関連することが大ｆ望ましく、これらの全信号によって
制＃装置は工具の実際位置を計算する。この株のフィー
ドバックを必要とするコンピュータ制御装置は、今日で
は一般によく知られていて、ここで制御装置又はフィー
ドバック構造のいづれかのより詳細を提供する必要性は
ない。そｔにもかかわらす、爽ｊ’１ｌｌｌ態株に１っ
て好ましいねじジヤツキの満節可舵な支持部材に使用す
るためのフィードバック構ｆ［は、各々の調整可能な部
材のねじを駆動し且つｉｌｌ腎可吐な部材の位［を定め
る電気的な信−ｋｊｔ−川下ナットに機械的に連結され
た一つの角位置検出器を使用することが述べられる。−
っは、電流を俊える入力と出力との間の位相性の測足に
よって’／１０００　圓転以下に角位ｆＩＩＬを決定し
うるレゾルバであり、そしてねじを駆動するナツトに機
械的に電番連結され、従ってレゾルバの数回転は調整可
能な部材の十分な移動によって与えられる。レゾルバが
何回転であるかを決定するために電位差計の形態で、第
二の検出器が、適当な歯車減速装置ｌｔを介してレゾル
バの駆動シャフトに連結される。選択された歯車減速装
置は、ナツトの全巻数より多く、従って、電位差針のロ
ータは、調整可能な部材の児全な移動について丁ｆ／回
転以下で完了する。これらの一つのセ／すからの出力は
マイクロプロセッサを使用する在米のディジタル電気サ
ー？装置に送られる。これらのλつの単一装置によって
、０．０２−のねじ移動の分解が達成しつる。

また、Ｉ！構のパツクラツシ及びガタつきかはとんど児
全には除去されないので、工具の位置の―節が工具の位
置自体ではなく支持部材の位置を調節することによって
行なわれる。よって、本発明の作動器機構の好ましい実
施例の構造は、支持部材の長さの比較的粗な調節によっ
て工具の位置の太変稍蜜な制御を可能にし７、そして、
この点で本発明の機構が、現在入手できる在米の装置Ｊ
Ｉｔ、よりも相当丁ぐれていることが５１解されよう。

本発明の作動器機構は、多くの型式のロボットのための
基礎体として適した中実の＊１ａ可能な「プラットホー
ム」を備える。「プラットホーム」自身は、ペース、前
後に揺動する、ベースに取付けられたペデスタル、及び
上下にピッチ運動し、そして左右に横運動する、ペデス
タルに取付けられたブームによって構成される。ブーム
の自由端で支持される任意の工具が、ペデスタルの任意
の唯一つの位置について、ブーム（半径−例えばｌ乃至
２ｍ’）の長さによって駆足された球面内でどこにで本
移動され及びブームの支持杵の選択された構造（表面の
位置によって限界の定められた立体角−一例として、ブ
ームは「垂直前方」位置の両側に６０°十分に移動し、
「水平」位置から上刃下方にダＯ０十分に移動するのが
分かるであろう。

また、ペデスタルの位置ｔ−変えることによって路ち槓
デスタルを前後に揺動させることによって、この球面の
位置は、同様に前後に移動されそこで工具に作業−さ會
与える（前方から住方に７ｍｍ以上Ｔｉ能能 本発明の作ｗＪ器機構は、一つ又はそれ以上の多くの仕
１１−行なう九めに広く撞々のロボットに組み込まれう
る。従って、本発明の作動器機ｍは任意のマニプレータ
装置を（ブームの自由端で）支持するのが良く、そして
入れ替えて、その装置は、行うべき仕事（ｍ鉄、！接、
ナット一ルト締め等）に壊し良いかなる工具管も扱うこ
とができる。しかしながら、本発明の作動器機ＩＩＦｉ
、一つの竹竿の型式のマニグレータ装ｆｌ１１ｔ−意図
して特別に設計されていて、かかる装置の面は、今工り
評細に説明されるであろう。

ロボットのためのマニプレータ装置は、一般に、人間の
手首に匹敵する資金ジヨイント又は一連のジヨイントを
介して腕状の部材によって支持された工具支持Ｓ（おそ
らく把持する、ベンチの手拭の装置、又は工具を設ける
率なる擲又は穴）の形態を占めている。本発明は、新規
な形態の手首が連結されたマニプレータ装置を提供し、
このマニプレータ装置に工具が堆付けられ、そしてこの
マニプレータ装置は、本発明の作動器機構に使用するの
に籍に適している。

従って、第二の面で、本発明は、腕状のブームｔｖする
口がットのマニプレータ輪置に使用するのに適した手ｉ
ｉｒ状の三′軸ジヨイント構造ｔｌ−提供し、この構造
は、第１の軸線のまわりに回転自在に口がットのブーム
に取付は可能な凧／の部分即ち前腕と、前腕の回転軸線
と共面をなす平面で回動自在に及び前腕の回転軸線に１
ｋＩＬで且つこれと交わる第二の軸線のまわりに回動自
在に１ｉＪｊｌｉ！に取付けられた第二の部分即ち手と
、手のピゼット軸線に垂直で且つ前腕の回転軸線と変わ
る側３の軸線のまわｐに回転自在に手に取付けられた第
３の部分即工具支持体とから成り、３つの全ての軸鱒は
一点で交わシ、そして３つの部分は駆動部材（それら自
身駆ＩＥｌｌ装置し連結自在であり、この駆動装置に工
って各部分は、運動＠扉のまわりに別々に駆動される）
に駆動自在に連結され、駆動部材は、内側、中間、及び
外側の駆動軸から成り、これらの駆動軸は、全て前腕の
回転軸線と同軸であり且つこのまわりに回転自在である
。

本発明は、回転自在な工具支持体を支承する回動自在な
手が取付けられた回転自在な前腕を有する手警状ジヨイ
ント構造を提供する。

前腕−第１の部分−は、ここに説明するＬうに腕状のロ
ボットの作動器懺構のブームに取付けるのに適している
。前腕の一部は第１の軸線のまわシに回転自在に取付け
でき、この軸線が、前腕の一部が取付けられるべきズー
ムの軸線である場合、都”合良い。％足の好ましい実施
例において、ブームは横断面が円形の管であり、この管
は、使用に当って同軸的に、駆動部材が連結された駆動
＃ｃｍ（さらに以下に説明される）ｔ−収容し、ｗ、／
の部分は事実駆動部材の同軸嫉長部である。

禮 第λの部分（手）が第１の部分（前腕）に取付けられる
。取付けは、手が第２の軸線のまわりに前腕で回動する
の全可能にし、ピゲット平面は、前腕の回転軸＠（第′
ｌの軸線）と同一平面上にあり、ピデット（第２の）軸
線は前腕の回転４！ｌｌ’！−に垂直で且つこれと交わ
る。取付けは、一方の部材から突出するトラニオンが他
方の部材のジャーナル軸受と協働する型式の「在来の」
−軸ジョイントでおるのが都合艮く、この場合、望まし
くはトラニオンは、前腕の端の「餉」から突出する目孔
ｍｉ内に取付けらｊた心細の端であり、−万、＋は目孔
部に嵌まる二叉（Ｕ−形）の端を相応して有し、ピボッ
ト心細は、２つの部分ヶ共に株持するために、二叉の一
端の軸受、目孔部及び二叉の他端の軸受を通る。

工具−支持体一第３の部分−は、手のピメット軸１ｉ１
に垂直で且つ前腕の回転軸線と変わる細紐（第３の軸線
）のまわ９に回転することかできるように手に取付けら
れる。第３の部分は人間の指に似ているかもし牡ないが
、　４％手のまわｊ）［（指のピゲット軸糾は手のピボ
ット軸線に対して平折である）回動する（指がするよう
に）のではなくｌ１ＩＩ糾（これは手のピメット軸線に
垂直である）−Ｆ會回転するということ奮除いてこれに
ついて言うべき一般的な性質Ｆｉｔ含とんとない。

加夕て、工具支持体が、口がットによって操作さＶるべ
きどんな工具會も支持するのに適した任意の影態のもの
であってもｐいことが注目される。

際付図面Ｖ関連してｖ下に峠明さｊ、る特定の実施ｌ！
：様でに、工具支持体は工具が取付けられる単一の軸で
ある。

本発明のジヨイント構造では全３軸線即ち、前腕の回転
軸線、手のピゲット軸線及び工具支持体の回転４１ＩＩ
線は一点で交わる。このことは１要な壁内であり、ロボ
ットが従うプログラムによって解決さむるべき位置の制
御間ｍ’ｔ−救少限にする。

３つの剖分け、駆動装置に連結自在な駆動部材に駆動自
在に連結され、この駆動装置によって各部分は、別々に
運動軸線のまわシに駆動される。

駆動部材は、内側、中間及び外軸のＦＹｆｌ軸躯動軸で
あり、各駆動軸は横断面が円形の管であり、３つのＩＩ
ｒは互いに入ｎ子式になっていて、ロボットのブームが
円形断面の管であり且つＩＩＪ腕かブームと一１軸であ
る特定の場合、３つの駆動軸は、陣１様にブームと同軸
であシそして少なくとも部分的にブーム内に配置される
のが有利である。最も望！しくけ、前腕は外側の駆動軸
によって駆動さｎ５手は中間の駆動軸によって駆動さｒ
、工具支持体は内側の駆動軸によって駆動される。

以下にさらに四側するように、各駆ｋｌＪ部材は各々自
身の駆動装置に駆動自在に連結され、特定の場合では、
各駆動ａｓｉｊ、関連した部分の駆動部材の駆動軸に相
当する軸ｔ一連結する駆動装撫であシ、各駆動部材の軸
は、接着剤又は細り摩條嵌めによって軸會連結する駆′
ｗＪ装置に連結さｎる。

３つの部分が、それらの駆動部材（こればよって３つの
部分が別々に軸線のまわシに駆動さｎる）に連結さｎる
ことによるａｍは、そ扛自身成る１人なものであシ、そ
して一つの特定の変彫例が、今説明さｎる。し力・しな
がら％　ます、任意の一つの部分（例えば、手）が、そ
の運動が任意の他の部分（例えば、前腕）とは全く独立
であシ月つその回転が任意の他の部分への影智ヲ与えな
いような仕方で駆動されるように配置するのが肩利であ
るか４しれないが、この切実な要求は、以下によシ詳細
に説明するように説明さｎる連結機構に利用できないこ
とが指摘されなさればならない。

前腕（第１の部分）は第１の軸線のまわりに回転自在に
取付けら、ｎ、目つ＃、＠部材に駆動自在に連結され、
この駆動部材は、望ましくは、前腕の軸線と同軸をなす
３つの駆動軸のうちの外ＩＩＩ；　Ｉ７）駆動軸である
。前腕ねある意味で３つの部分のうちで最も単純な部分
である。ト明した特定の変形例では、前ＪＦｄは、駆動
軸と同軸的に月つこれＫ１１ｒＦ接に取付けられ、歯車
装置を妨害しないで、＠接部動軸と共に回転される。

手（紺λの部分）＃′ｉ第ｄのＩ！１Ｉｌｉ縁のまわり
に１目製運動自在に前腕に堆付けらｒｔｂ且つ駆動自在
に躯１１１ＩＪ部材に連結され、この駆動部材は、望ま
しくは前腕の細紐と同軸ケなす３つの駆動軸の中間の駆
動軸である。手のピボット軸線（第＝Ｑゝ−１・腓）は
前腕の勢１線（第１の恥・糾）にｉ由であり、ヤして駆
ｖＪケＩＴ：１間の駆動軸から必安な９０ｒｉ−」き音
質えるために、駆動は軸（そり、て、こ７’ｔとＳｌ軸
會なす）の端に取付けられたかさ酸車から手（そして、
手のビがット彰糾と同軸をな丁）に壜付けらｊした協働
するかさ歯車に伝達される。

工具支持体（ν３の部分）は、第３の軸線の１わりに回
転自在に月つ駆動自在に駆蒙Ｊ剖材に連結され、この駆
動部材は、望ましくは、前腕の１線と巨１軸會なす３つ
の１ＩＡＩＩＪＪ軸のうちの内側の駆動軸である。工具
多持体の回転軸線は手のビメット軸線に垂直であり且つ
手のピｒット１１Ｉ１１にと前腕の回転軸線との両方に
交わる。工具支持体の軸線は、ある意味で、前腕の軸鉢
の′＃、喪であるが、と人な手の回動状態であってもそ
のようにするために、工具支持体についての駆動は、ま
ず手のピボット平面と平行な平面へｑＯ而きを変え、次
に工具支持体の軸１ｉ１ＡｃＷ、３の軸線）の組上に９
０　引返す・ 特定な一つの形態において、最初の９０−の方向転伊に
、手のピボット軸線のまわシに回転自在ＫＩｊｙ付けら
れたかさ歯車と協働して、中間の駆動軸（−ｆ−ｔ、て
、これと同軸な）の端に取付けられたかさ東軍によって
行なわむ、そしてとのかさ歯車力らのｌｙ　ｆｉは、工
具支持体それ自身に取付けられた（そして、これと同軸
會なす）第２のかさ歯車と協働して手のピボット軸線に
平行且つと１から１手の工具支持体の端の方に）閘隔紮
へだてた軸線上のチ、２のかさ歯車に伝達される。！／
のかさ歯車７．ら枳コのかさ歯車への＃動の伝達は、２
つのスゲロケット（一方は、各々のかさ歯車と同軸的に
鞄付けらする）會繋ぐチェーン會使用して行なｔＩｎｌ
　このことは、パツクラツシ問題の比較的単純な処理？
提俳する。

３つの部分の各々とその駆ｌＥｌ］ｓ材との閣の最初に
説明し九駆動連結の考慮は、部分の運動が完全ＫＮ立で
はないということｔ示している０例えは・丙１ｆ腕がこ
の軸線のまわりに回転さｎる場合、前腕の７＃、＠部材
と手及び工具支持体の駆動部材との関の相対運動があり
、結果として手の対応回動運動があり、さらに工具支持
体の対応回転運１がある（工具支持体の対応回１ｉｉｌ
−違動は前腕の回転速り、と逆ではある）。躯ｍ部材の
いづれか一つと他の駆動部材逅の間の相対運動がある場
合、嬶かに、特定の駆動部分の対応相対運動がある。従
って、ジヨイント構造によって支持さする任意の工具か
選択さｔ′Ｌ次位−に移動さするようにジヨイント構造
を駆動する場合、任意の一つの位ｆ１１′／部材の運動
の繋がれた性＊’を他の運動と共に考殖することが必紮
である。

本発明の手首状の三軸ジヨイント構造ね一１前腕、手及
び工具支持体の部分から成り、こｔらは各々前腕の軸線
と同軸ｔなす駆動軸の形態で駆動部材によって駆動さｙ
する。これらの駆動軸は、こ扛ら自身、駆ＷＩ！Ｊ連結
軸の形態で駆動装置に別々に運動でき、そして、結局、
こｎらの駆動軸は、こ扛らの（そして多分別の）躯１Ｉ
ｊＪ＆置を介して摩動僧装置（例えば、電ｍ機）に連結
でき、駆動装亀と電動機の組合せは駆動ｉ４ツケージｔ
＊成丁ｂｍかかる駆ＩＩ！Ｊ：ＪＩ臂ツケージを鴫より
詳細に説明する。

ロボットに腕状作ｗＪ器機構ｒ使用するｉ自１桜栴そ扛
自体全任意の有効器筒に動かせ、機構によって支持さ扛
た任意のマニグレータ装ａｆｔ−ｍ動するようＫなった
種々の原動機−邦動機等一は工具（又は別の装置１）′
ｆｔ支付Ｔｂ機構の端から離れて取付けられて、ロボッ
トが操作されるのが一般的に望ましい。その理由にはλ
つの面がある。第１に１作動器機構の工具會支持する端
が、出来るだけ小さく且つコンパクトであることが大変
望ましく、従って比較的／ＪＳさな塾所に設けらｒそし
てそこでグロダラムさｌｒした仕事ケ行なう。詑コに１
工具の位置に関する精確な身体的制御の問題を経和する
ために、原動＆は工具會支持する端でまわりに支持され
る必要ＦＪないが、機構の蝦付けに対して静止するか、
機構によって支持される場合、機構が全体としてほぼ平
衡状態になるような位置に設けられる必誉がある場合、
大賀有利でおる。本発明の作動器ａ１！檎はペデスタｈ
ｃ上腕部）に回船□ｊ　　　自在且つ旋（ロ）自在に取
付けられた長いブーム（下腕部）ｔ−Ｖする。ブームの
一端で支持されぷ駅る種のマニグレータ装−があり、こ
のマニグレータ装ｆｌｌｌＦ′ｉ、望ましくは本発明の
手首状三軸ジヨイントｍ造と協働し、そしてブームの他
端で（ブーム″及びその付属装機が全体として＃豐は平
衡状態になるように）支持さｎたマニプレータ装ａｔ−
ｉ動するための原動機があるのが倉内さｒている。妙く
して、本発明の一つの好ましい実施態様において、作動
器機構それ自身は、ペースグレートに取付けらｎたそれ
自身の原動機會有し、ブームの一端で、ブームの他端に
取付けられた任意のマニグレータ装置のための庫動機？
支持する。

本発明の一つの面は、前腕、手及び工具支持体の部・分
から成る手首状三軸ジヨイント構造であり、これらの部
分は、各々前腕の軸線と向＠ｔなし且つ各々順に伸ｗＪ
機装置（例えば、電動機）Ｋ連結できる駆動部＊に別々
に連結できる＃Ａ駆動軸形態で駆動部材によって駆動さ
むる。

この面の好ましい冥Ｍｉｌｌ徐に〜駆動接置自身が駆動
軸と１ｍｌ軸ｔなし、そして、ロボットの腕状のブーム
内に且つ同軸的に取付自在に意図され、マニグレータ装
＊ｒ支持する端から間隔會へだでたブームの端で支持さ
れる原動機によって駆動さ扛るものである。かかる駆動
パッケージ（同軸の駆動軸及び伸動機の）は、腕状ブー
ムの後方端に取付けらｒそして同軸的１つ駆動自在に駆
動連結軸の端に各々連結さｔた隣接した３つの独立の駆
動１ｌｌＩ車が取付けらｔ′Ｌ次骨組から成シ、さらに
駆動自在に躯ａｍ車に各々連結さｎた独立の原動機が骨
組に設けられる。

駆動ノ９ツケージの背後にある根本の機械的原理Ｕ、こ
の特足の方法の応用はｉｌＴ規であるといって差支★な
いが、在来のものである。

骨組は、ブームの彼方の端に取付けらｎ且っ駆動歯車、
原動機、従って任意の相互連結リンク機ｍ’ｉ士分圧支
持することのできる任意の剛性構造であるのが良い。

駆動歯車はウオーム歯車であるのが最も都合良く、この
ウオーム歯車は、原動機によって（＠Ｓ合良＜Ｆｉ、原
動機に直接連結された歯車とがみ合うｍ何ベルト及びウ
オームに直接連結された対応歯付グー＋１　］介して）
駆動されるウオームそｎ自身によって駆動される。

この仕方での、ウオーム−歯車の組合せの使用は、高い
歯車比の（ｌｊ＼さな場所での）使用を許し、結局、１
大な＆駆動のいかなる可能性もなく、マニグレータ装置
の位置の精確な制御となる（ウオームは菌車′ｆｒ駆動
しつるが、歯車はウォーＬを駆動しえないということは
ウオーム−歯車組合せの特性である。）。

原動機は、任意のね類のモータであるが、−動機である
のが最も都合良い。

駆動歯車？介して連結軸？駆動する電動機及び手首状の
ジヨイントは、ロボットの腕状ブームの位重に進める。

当然、マニグレータ装飯の作動器＆　ｋ　ｌＩ＋定しそ
してロボツＩｔ−ｍ作１−る王ヤな制−装置（例えば、
マイクログロセッサ）にフィードバックするＭｅｔ！Ｉ
ｉ會包宮するのが徐栴についてｈ全体として望ましい。

この方法においてのみ、制麹装飯は、ロボットが臀令に
止しく従っているがどうか會「知る」ことができる、多
くのロビットに関して、フィードバック信号はマニプレ
ータの端に正しく置かれた位置センサから引出され−こ
の方法で、フィードバック信号がマニプレータ装置が実
際にどこＫあるか１１−厳密に示すので、操作中任意の
舟体的なリンク機構の不′ｎ！確さが無視されるーそと
で、かかるｌ＃置が本発明の装置に使用されるのが良い
。しかしながら、本発明の装ｆｉＩｒ（作ｗＪ器及びジ
ヨイント構造）は、本来的に％構造的且つサーが機構的
に剛性であり、即ち、駆動端乃至作業端の装置の意味の
ある遊び即ちゆるみがある必要Ｆｉない、これは、本発
明のジョイン１ｙｆｆｉ及び駆動／ヤッケーゾについて
は特にそうであり、原動機と種々のジヨイント構成要素
との間のリンク機構に意味のあるゆるみがある必＊はな
い、従って、実際に躯勤ノ４ツケージ内に設けられたセ
ンサからのマニプレータの位置的フィードバック信ｊ　
　　号′ｆｔ得ることが可能であり且つ都合良い。セン
サは、（好ましいウオーム−歯車駆動歯車の）ウオーム
に取付けられるのが艮く、冥際に、各ウオームに２つの
センサがある場合に都合良く、一つのセンサは、「細か
い」制御のためにウオームの軸＃方向の蝿長部會介して
直接に駆動され、そし２て第２のセンサは「粗い」制御
のためにウオームによって（望ましくは、駆動軸の駆動
歯単管駆動するのに使用さｔず、別の−さらに細かい一
ピッチのウオームねじ會有するウオームのスピンドルの
一部によって）Ｗ接に駆動さｎる歯車自身によってさら
に間接的に駆動さｎる。かかるセンサの１ｆｌｌＦｉ添
付図面と関連して以下に１明さｒる。

本発明の側面の種々の実施態様は、実例としてだけでは
あるが添付図面と関連して、今貌明される。

纂１図、第二図及び第３図に示したロボットの作動器機
構は、本質的に、ｖ１４整可能な支持グロン７’１８に
よって支持されたベデス漬ル１２ｙ！−支持するベース
グレー）１１に有し、ペデスタル１２自体はコ本の調整
可能な支持柱１５ａ、１５ｂＫよって支持さｎ九プーム
１４ｔ−支持する。プーム１４の一端には手實状のジヨ
イントｓ造會有するマニプレータ装ｆｉｌ１６があシ、
一方、他端にはマニプレータ機構１６會操作するための
駆動装置１７がある。第１図のみ、マニプレータ機構１
６は、ケーブル１９によって電源（図示せず）に取付け
らｔた溶接４１１８１−支持して示されている。

＃　／　図Ｔｔｄｔｆｉ！ｌ−１５３能’ｌ支持ｍ材１
　Ｂ、１５蟲、１５ｂＨ，−ｅがアコーデオン式ゲート
ル（作動部品を汚れから防ぐ丸めＫ）で取巻かれて示さ
れている。しかしながら、第−図及び第３図では、こ１
らの支持部材はゲートルなしで示さｎている。

第１図乃至第３図Ｋｉｄ明示していないが、ベースグレ
ート１１は、一つの部分即ち上方部分２１及び下方部分
２２から成っていて、下方部分２２にメｈト穴（例えば
、２８）をあけ良すム？有しζ、れによって下方部分２
２會床に（又は、成る別の支持構造物に）取付けること
めで１！、一方、上方部）分２１は、軸受装置（図示せ
ず）によって下方部分に取付けられ、この軸受装置によ
って下方部分を下方部分２Ｂの中心１つ下方部分８８の
平面［１１山な１締のまわりに回転させる。上方部分２
１は、２つの部分の関に＆’ｆｌされた適当な駆動歯車
装９ｋ（図示せず）と協働する電動機２４によって、端
停止部（図示せず）の開音下方部分２ｚ上で駆動される
。

上方部分２１の上面に、３つのビビッドジョイント２５
ｍ、２６ｂ、２６の部品が（上方部分２１と一体的に）
設けらｔ、当然、各ジヨイントの残りの部品は、それぞ
れペデスタル１２又は−整可能な支持グロッグ１８に形
成又は設けられる。

ジヨイントは平行なピデット軸１１會有し、ヤしてジヨ
イント２５・及び２５ｂｉｊ−ｅデスタル１２の帥側に
配置され、一方、ジヨイント２６は、ペデスタル１２の
後部に配置されている（間隔は、３つのジヨイントがｔ
〕ぼ二勢辺である二輯辺三角形の頂点上構成するような
間隔であり、底辺にペデスタルのジヨイントに有してい
る。）。

ペデスタル１２は、とがった頂部を有する単一のスラブ
形状の装置から成っている。ペデスタル１２は、高さＨ
に対して有効幅Ｗ奢有し、そして両側にコつのピざツ”
ト９５ａ、５６ｂｙ取付けるとペデスタルは機械的に三
脚の一つの脚に備る（第３の脚は支持プロラグ１８であ
る。）。かくして、ペデスタル１２と支持プロラグ１８
の組合わせは、すぐ豹、た安定性及び機械的−」性勿有
している。

第２図及び＃！３図に最も良く示すように、ペデスタル
の支持グロン７’１Ｂは、１つがペースル−）１１４．
もう１つがペデスタルの背面に設けら−ｎているλつの
ビボットゾヨイント２６，８１ケ介して、ペデスタル１
２とベースグレート１１と會連結している。ペデスタル
−支持ジヨイント８１は、ペデスタルの長さに沿ってほ
ぼ中間で（しかも、ペデスタルの横方向にも中間である
）あるが、ペデスタルの長さに沿って中央に砥びている
突出背柱８ＢＫよってペデスタルの後方に間隔上へだて
ている。この背柱８２は中９であわ。

そして支持プロラグ１８の上端８８（図示しているよう
Ｋ）が、ジョイン）８１に−越え℃背柱の内１　　　部
へ延びている。

―整可訃な支持プロラグ１８は、−建グラットホームｌ
ｌＫ回転自在に取付けらｎ九ねじ棒（第２図及び第３図
の４１）を他端８８に向ってナツト部材４Ｂにねじ込ん
だり引込めたりする型式のねじジヤツキである。この特
定の場合では、ナツト部材４２會ピがットジョイント８
１に増付け、ねじ棒の一端１−（電動機で動力が与えら
れる駆動装＃４Ｂの作動部會介して）ピがットジョイン
トｚ６に固着し、棒４１をナツト部材４２にねじ込んだ
や引込めたりすると、ペデスタル１２は彼方又は前方忙
揺動する。

ペデスタル１２の自由端（図でみて頂部）に、ブーム１
４が二軸ジヨイント５１會介して取付けられている。ブ
ーム１４Ｆｉ、剛性の、伸びないそして、ねじれない管
であシ、このブームは一端に＋賞状のマニグレータ装ｆ
ｌｌ　６に支持し、従って他端ＫＩＩＡ動装置１１を支
持し、さらにプーム自身の内側の２つ（第１図乃至票３
図Ｋｉｊ示していない一連のＩＷ１軸管）の間のリンク
會支持している。ブーム１４は、はぼ場合がとれるよう
にブームの長さに沿う位置にジヨイント５１ｔ−介して
取付けられ（かくしてブーム會支持し月つこｎ奮回動さ
せるのに必すとする力會減じ）、そしてとの特定の場合
には、ジヨイント５１の旋回軸線カヘデスタルの長軸と
−ｌｌ１ｉ會成している。

ブーム１４は％コつの磨整可１な支持柱１５１．１５ｂ
Ｋよって支持さｒている。各支持柱は、プーム／ペデス
タルジヨイント５１とブームのマニグレータ端とのｔ７
！は中間にある単一の共通二軸ジＥ１４／）６１と各々
、ペデスタルに沿ってほぼ中間にある２つの二軸ジョイ
ン）６２ａ、６２ｂの各々と全連結している。プーム／
支持柱ゾヨイン）ｔｌｌｉｊ、英副特許出１１１．２．
θｇｂ、９ｇ０Ａ号（１／ｌ＝ｌＩｇ０７’ａＢ）に公
告された本田願人の１ｅｉ１時出細の明細書に説明さｎ
、請求した一点三一ジョイントの二軸の変型である。支
持柱／″ｅｅデスタルジヨイン２ｍ、６２ｂの各々は、
在米の二軸ジヨイントであるが、二軸縁のうちの一つの
軒側（ピッチ＠＃）は共通であり、拳寮、ピッチモード
の際にλつのジョイン）ｋ互にＶ＜連結する共通のピッ
チ軸（１不せす）がある。

各々の騨整可能な支持柱１５ａ、１５ｂは、一端がジヤ
ツキ操作する物９ＧＫ＊付けられた非回１ねじ１ｌｌ（
＊２ｔｌＪ汲び第３図の？ｌｊ、７　ｌ　ｂ）　ｋ。

他端が固足したナツトホルダ７２ｍ、？Ｚｂ内に回転自
在に取付けらｔ′Ｌ九回転ナツト費累（別々に図示せず
）によって前後に整軸させる種類のねじジヤツキである
。この特定の場合には、ナツト部材は１ｍ動機で動力が
与える１ＩＸＩＥＩＩ装箇７８自、７８ｂの作動部内に
設けられ一ナツトホルダ？２８，７２ｂはこの駆動装置
の一部であって、それ自前二軸ジヨイント６２−１６２
ｂＫ取付けらｎｌそして、ねじ棒７１Ｍ、？ｌｂの一端
は単一の共通二軸ジョイン）６１′に介してブーム１４
に固足されている。各ナツト部材【回Ｉｋ：させてねじ
棒を前後に駆動すると、支持柱の有効長さくブームの二
軸線ジヨイントとペデスタルの二軸縁ジヨイントとの闇
の長さ）が変化し、かくして、ブームは上下に駆動し及
び／又は必景に応じて左右に横移動する・ 第９図は、例えは縞１図に示した皺弐〇ロボツトのブー
ムに取付けた場合の本発明の手首状三軸ジヨイント構造
の一般的な外観上水している。内部の構成部分食以下に
さらに説明する。ここでは、ジヨイントは、記ｌの前腕
の部分４１と、第一の手の部分４２と、第３の工具支持
体の部分４８とから成っているということで十分である
。前腕４１は、一端がロゲットの腕状ブーム１４に一１
軸に取付けられ、前腕の他端は目孔４４として形作られ
、両側が手４２の二叉端に取付けられている。

工具支持体の部分４８は手の他端から突出している。

第４図のジヨイント構造の内部の作動部が、第Ｓ図、第
６Ａ図、ｗ、ＡＢ図、ＭＡＣ図に示さｎている（後の３
つの場合には、主な構成要素の１つの部品及び主な構成
要素の１つの駆動装置、即ち第６Ａ図には前腕４１、第
６Ｂ図には手４２、第６Ｃ図には工具支持体４８が選択
的に図示されている。）。

第弘図、第Ｓ図、第６八図、謝ｉ）８図、第６Ｃ囚から
分るように、徐栴は３つの回転軸１に有す一ム１４　（
１５０）の主軸線のまわシの回転のため、（ｂ’ｌブー
ム軸Ｍ１ｆｌＯに対して■角な歌１紐のまわりの回動の
ため、（ｃ）＃斜軸縁１？ＯＫ対して直角な軸線のまわ
りの回転のためである。

機構を制御するマイクロプロセッサのグログラミングを
単純化するために、全ての軸線はただ一点１５１を通っ
ている。さらに、手首機構１６が大きな接近穴を必要と
しないで工作物に侵入するように機構１ｒ３つの軸線の
まわりに回転又は回動させる駆動装置は、手首から適当
に離ｎ′″Ｃまとめられ、連結装置は可能な最小の孕関
？占めるべきである。これらおよび引き続く図面に示さ
ｎている解決法は、３つの連結シャフト１５２．１５Ｂ
、１５４′に同心的に通している管状のブーム１４の端
に手首機械１６を支持することである。

第Ｓ図及び＠６＾図には、前腕の部分４１の成分（手ｉ
ｉｒをブーム軸線のまわりに回転させるための装置）が
図示されていて、この前腕の部分４１の成分は３つの駆
動シャフトのうちの外側のシャフト１５２によって駆動
されそして手の部分を取付けるビ？ットジョイントの中
央部分内のスピンドル１５５に直接連結されている。す
ると、手貫岨立体の全体が主（又は第１の）軸＠１５０
のまわりに回転することができる。ブーム管の端に収容
されたニードル軸受１６６が全手警組立体を位置決めす
る（軸線に沿う位置は駆動！ｉ置の端から維持される。

）。

第５図及び第６８図において、手の部分４２のピメット
軸＠１６０への駆動が、第１の軸線と同心の第一の中空
シャフト１５８によって電動機から手の部分４２に固定
された大きなかさ歯車１６８とかみ合うかさ歯車１６２
までどのように及んでいるかが分かる。

λ、りｊニアの比がかさ歯車について選択された。とい
うのはこのような比が両方とも駆動シャフトのワインド
アラｆ　（ｗｉｎｄ−ｕｐ）を減じ、従って位置決めの
誤差を減じまた歯車の小さな寸法が組立手順を容易にす
るからである。手の部分は、玉軸受１６５によって、中
央部分に固定されたスピンドルに位置決めされる。かさ
歯車１６２は、一対のニードルころ軸受１６６（第６Ｂ
図には図示せず）によって前腕部分の駆動装置（軸線に
沿った位置は再び電動機の端である）のシャフト組立体
内に支持される。

第５図及び第６Ｃ図は工具支持体部分の駆動装置を示し
ている。この駆動装置は、駆動モータから第３のシャツ
）１５４によって第一のかさ歯車１７２まで及び、この
第一のかさ歯車は手のかさ歯車１６２と同一の円錐角を
有している。第一のかさ歯車１７２は、ニードル軸受１
７ｇによって支持され、そしてピがット駆動装置（歯車
１６８）と反対の手のピｌットスピンドル１５５の側で
、同様ではあるがより小さいかさ歯車１７４とかみ合っ
ている。駆動装置は、かさ歯車１７４からスゲロケット
−チェーン駆動装置１７６．１７？、１７８によろてさ
らに／：／の比のかさ歯車１８０及び歯車１８２の組立
体に働き、工具−支持体出力シャフト１８４と連結する
。また、出力シャフトの軸ａ１７０が全軸線の共通な漬
を通っている。

この構造は、駆動装置がまず手の一ゲット軸線１６０に
沿って通るのが本質的であり、さもなければ手の部分が
回転すると連結は失なわれるという理由で選択されてい
る。中心線から遠ざかったら駆動装置を戻す必要があり
、これは第２の一対のかさ歯車１８０．１８２によって
達成される。

中心部分からλつの駆動装置が出ているので、全可動部
分を囲む手段は、中心部分の側面によるものでなければ
ならない（中心部分の周囲からの最後の駆動装置の発生
は適切な密封を阻止することになる。）。

チェーン駆動装置１７６．１７７．１７８は、これがジ
ョツキ−スリツノ譬（ｊｏｃｋｅｙ　ｓｌｌρｐ・「）
ニよるパツクラツシの調整装置を提供するので用い′１
　　　られる（このような調整は、精巧な中心距離の調
整なしでは歯車によって得ることはできない。）。

同心の駆動シャフトの使用は、包装の見地からＦ１便利
であるが、シャフトの位置決めの際に問題を有している
。というのは、シャフトと歯車の固定はいかなるパツク
ラツシをも詐すことができないからである。また、半径
方向の間隔は問題を提起し、且つ在来のスプライン及び
ナツト等の使用を阻止する。解決法は、前腕の端に半径
方向断面の薄いニードル軸受を対をなして使用し、種々
のかさ歯車を接着剤−で同心シャフトの手の端に固定す
ることである。これは、各シャフト組立体が手首の端か
らブームに入らなければならないのを必要とする（従っ
て、電動機の駆動端での連結装置は支持ニードル軸受の
がアの寸法を越えてはならない。）。接着剤によってそ
れぞれの歯車／スリーブに固定された駆動シャフトの使
用はこの問題を克服する。ニードル軸受は軸方向の位置
を与えないが、端遊動のない玉軸受を半径方向の寸法上
ｑ制限なしに位置決めしつる場合にはこれは電動機の駆
動端に設けられる（３つの駆動シャフトは膨張差をなく
す丸めに同一材料で作られる。）。

当然のことながら、全駆動装瞳のパツクラツシは最小に
保たれ、従って調整装置がチェーン駆動装置並びＫかさ
歯車の各々に設けられる。

手首状のジヨイント構造を構成する方法、手首状のジヨ
イント構造の駆動装置のノ母ツケーゾを構成する方法、
手首状のジヨイント構造及び駆動装置を駆動連結シャフ
トによって操作的に互いに連結する方法を＠７図に概略
的に示す。手首状のジヨイント構造°の詳細は、第４図
、第５図、第６＾図、＠６Ｂ図、＠６０図を参照してず
でに説明しており、駆動装置のノ４ツケージの詳細を今
第ｇ図（及び第ｇ＾図）乃至第１／図（及び第１／＾図
）を参照して説明する。駆動装置のノ４ツケーゾは、３
つの同様な電動機／歯車箱組合せ（第９図／第９＾図乃
至第１／図／第１／＾図に別々に示す）から成り、歯車
箱は完全な包囲体を形成するために互に＆ルト止めされ
ている。各歯車箱は、手首機構へ延びるシャフトの７つ
を駆動し、そしてシャフトは同心に位置決めされている
ので、手首に最も近論歯車箱（第９図／ＩＩＩｑ＾図）
は外側のシャツ）１５２を駆動し、真中の歯車箱（第１
Ｏ図／第１Ｏ＾図）Ｆｉ、中間シャフト１５８を駆動し
、外側の歯車箱（第１／図／＊／／＾図）は中心のシャ
フト１５４を駆動する。シャフトを互いに組立てるため
に、各シャフトの任意の部分の最大直径は、手首の端で
シャフトを支持する軸受のニードルローラのデア直径を
越えてはならない。困難性は、ウオーム歯車２１０１，
２０２．２０８に取付は可能な一定の外径を有するスプ
ライン軸継手を各シャフトの駆動端に取付けることによ
って克服されている。

ウオーム歯車及びウオーム２０？、２０８．２０９ｕ、
各々のケーシング２１０，２１１．２１２内に収容され
、これらのケーシングは＊＊＊の玉軸受（例えば、８０
１．８０２．８０８）によって支持される。これらの玉
軸受は、軸線方向の位置が調節され、端遊動を除去し、
かつ又全てのパツクラツシが除去されるように手首のか
さ歯車１６２％　１７ｇを位置決めする。ウオームは、
スプライン歯車シャフトと直角でこのシャフトから離れ
たシャフト２１８％　２１４，２１５によって駆動され
、そしてハウジングに収容された玉軸受（例オび８０４
．８０５，８０６　）によって支持され、このハウジン
グは、ウオームとホイールとの間のパツクラツシを除去
するように半径方向の位置調整を許す。ウオームシャフ
トは、歯車箱のケーシングの横−に位置した電動機２２
２．２２Ｂ、２２４から３：／の比の歯付ベルト２１９
．８８０　　、　２２１１−７°−リ　２１６，２１７
　　、　２１８装置によって駆動される。手首の構成要
素の位置は、ウオームシャフトに連結したレゾルバ２８
１１２８２．２８８で１１１１Ｍ可能な支持部分の位置
に信号を送るのに使用されるのと同じ型式のセンサによ
って与えられる。駆動装置のだｔの比よりも小さな比の
＠コのウオーム２Ｊ２５．２８６，２２７がホイール２
ｇ８．２２９，２８０とかみ合い１これらのホイールは
、電位差計２８４．２８５．８８６駆動し、さらに移動
の終わりに動作するマイクロスイッチ２８７，２８８．
２８９の作動のためのカム２４０．２，４１．２１４Ｂ
を駆動する。

３つの歯車箱の構成は類似しているが、歯車比及び伝達
されるトルクは、前腕への駆動装置が直接的であるのと
同じほど相異っていて、手及び工具支持体への駆動装置
は、減速比が２．７３：／の歯車を収容している。従っ
て、歯数比に関して、ウオームは、前腕についてＶ′１
ｌｌＯ二／の比そして手及び工具支持体の両方について
は７０ニアの比であり、これらは速度及びトルク力の両
方について最も適切である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、ロケット溶接装置の機械的部分の斜視図を示
し、本発明の作動器機構、マニプレータ装置及びマニプ
レータの駆動構造を組合せた図である。 第２図は、第７図の溶接装置と同様な溶接装置の側面図
を示す。 第３図は、第１図の溶接装置と同様な溶接装置の平面図
を示す。 第９図は、第１図の溶接装置と同様なロゲット装置のブ
ームに取付けられた本発明のジヨイント構造の斜視外観
図を示す。 第Ｓ図は、第９図のジヨイント構造の軸線方向の断面図
を示す（断面は、手のピボット軸線の平面であり、ジヨ
イントは全く一線をなしている。）。 第４Ａ図、第４８図及び第６Ｃ図は、第Ｓ図に図示しだ
ようなジヨイントの選択された部分を示している。 第７図は、一端が（第５図、第ＡＡ図、第６８図及び第
６Ｃ図で図示したような）本発明の手首状のジヨイント
を支持し、他端が駆動ノクツケージを支持するロデット
のブームを通る軸線方向の断面を概略形態で示す。 第３図は、第７図に概略的に示したような駆動・９ツケ
ージを通る軸線方向の断面を示す。 第ｇＡ図は、第３図のＡ−Ａ線に・おけるトランス軸線
方向の断面である。 第９図及び第９Ａ図は、第３図及び第ざ六回と同様な軸
線及びトランス軸線方向の断面であるが（第６Ａ図と比
較できる）外側の駆動装置のみを示す。 第７０図及び第１ＯＡ図は、第９図及び第９Ａ図と同様
であるが、（第６Ｂ図と比較できる）中間の駆動装置の
みを示す。 第１／図及び第１／Ａ図は、また、第９図及び第ｑＡ図
と同様であるが、（第６Ｃ図と比較できる）内側の駆動
装置のみを示す。 １１・・・ペースプレート、１２・・・ペデスタル、１
８・・・支持ゾロツゾ、■４・・・ブーム、１５ａ１１
５ｂ・・・支持柱、１６・・・マニプレータ装置（手首
状三軸ジヨイント構造）、１７・・・駆動装置５２５ａ
ｓ２５　ｂ　ｓ　２６．８１・・・ピボットジヨイント
、４１・・・第１の部分（前腕の部分）、４２・・・第
２の部分（手の部分）、４８・・・第３の部分（工具支
持体の部分）、４４−目孔部、６１　ｓ　６２　ａ　、
６２　ｂ　−・・二軸ジヨイント、１５０・・・第１の
軸線、１５２・・・外側の駆動シャツ）、１５８・・・
中間の駆動シャツ）、１５４・・・内側の駆動シャツ）
、１６０・・・第２の軸線、１６２％１７２・・・かさ
歯車、１７０．・・・第３の軸線、１７６．１７７．１
７８・・・スゲロケット−チェーン駆動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１１ロゲットのための腕状作動器機構であって、ベー
   スプレート（即ち、「本体」取付は体）と、前挨にピッ
   チ運動ができるようにベースグレートに（「肩」ジヨイ
   ントによって）回動自在に取付けられた（デスタル（即
   ち、上腕部）及びペデスタルをそのように移動させるた
   めの装置であって、ペデスタルの後部に取付けられ且つ
   ペデスタルのジヨイントとペースプレートのジヨイント
   との間に延びる調整可能な支持プロップを有する装置と
   、上下のピッチ運動及び左右の横運動可能にペデスタル
   の自由端に（「肘」ジヨイントによって）回動自在そし
   て旋回自在に取付けられたブーム（即ち、下部腕）及び
   ブームをそのように移動させるための装置であって、ペ
   デスタルの両側に取付けられ且つ各々ブームの二軸ジヨ
   イントとペデスタルの側の二軸ジヨイントとの間を延び
   る２つの調整可能な支持柱を有する装置とから成ること
   を特徴とする作動器機構。 （２１ペースプレートは、そし自身、ベースグレートの
   平面に垂直な軸線のまわりに回転運動自在に取付けられ
   、端停止部の間での回転のために取付けられ、必要に応
   じてまた必要とするときベースグレートをそのよう胆回
   転させるための関連した駆動装置を有することを特徴と
   する特許請求の範囲第（１１項紀載の作動器機構。 （３１ブームを支持用上腕状のペデスタルは、有効幅（
   ペデスタルのピッチ平面に垂直な方向の寸法）を有する
   単一の剛性の不伸長の柱状部材であり、この柱状部材は
   前後面でピッチ運動できるように一端がペースプレート
   に回動自在に取付けられ、（デスタルハ、ペデスタルの
   幅に亘って間隔をへたてて位置決めされたλつのピがッ
   トジョイントの関連した部分を端の各側に７つずつ有す
   ることを特徴とする特許請求の範囲＠（１１項又は第＋
   ２１項に記載の作動器機構。 ＋４１支持プロツプは、一定長さのねじ棒を有する型式
   のねじジヤツキ機構であり、とのねじ棒は、この長い軸
   線のまわりに回転し、一端が静止（非回転）ソケットに
   螺入して出入りし、かくしてソケットとねじ棒の他端と
   の間の部分の長さを変え、ソケットとねじ棒の他端がそ
   れぞれペデスタルとベースプレートに固着され、ねじジ
   ヤツキのソケット（この中へねじ棒が入る）はペデスタ
   ルに回動自在に取付けられ、ねじ棒の突出する自由端は
   ペデスタル内の凹部の中へ延び、一方、ねじ棒の「固定
   した」端はベースプレートのピボットジヨイントに回転
   自在に取付けられることを特徴とする特許請求の範囲第
   （１）項乃至第（３１項のうちのいずれか７つの項に記
   載の作動器機構。 ＋５１　−　方カヘデスタルに、他方がベースプレート
   におる支持プロップの一つのピがットジョイントの相対
   的な間隔は、プロップの一つのピボットジヨイントがペ
   デスタルの揺動ピがットジョイントから等距離にあり且
   つペデスタルのプロップのピボットジヨイントがペデス
   タルに沿ってほぼ中間にあるような間隔であり、ペデス
   タルのプロップのピボット軸線は、（デスタルのプロッ
   プの軸線と揺動ジヨイントの軸線を繋ぐ線はペデスタル
   それ自身の線に対して十分２０”乃至Ｊ　Ｏｏであるよ
   うにかな９後部に片寄っていることを特徴とする特許請
   求の範囲＠（１１項乃至第（４）項のいづれか７つの項
   に記載の作動器機構。 ＋６１　　ブームの各支持柱は、非回転ねじ欅の型式の
   ねじジヤツキ機構であり、この非回転ねじ棒は、一端が
   非回転ソケットを螺入して出入し、従ってソケットと他
   端との間の部分の長さを変え、各支持柱についてはソケ
   ット（これはねじ欅のまわりに回転する）が、ペデスタ
   ルの二軸ジヨイントに回転自在に取付けられ、ねじ棒の
   突出する自由端がほぼ後方に延び、一方、ねじ棒の「固
   定した」端が回動自在且つ旋回自在にブームの単一の共
   通の二軸ジヨイントに取付けられることを特徴とする特
   許請求の範囲第（１１項乃至第１５１項のいづれか７つ
   の項に記載の作動器機構。 （７）　　各支持柱の一つの二軸ジヨイント、即ちペデ
   スタルの一方の二輪ジヨイント及びゲームの他方の二軸
   ジヨイントの相対的な間隔は、支持柱の２つのピボット
   ジヨイントがブームのピッチ運動／横運動−回動／旋回
   ジヨイントから等距離にありそしてペデスタルの支持柱
   のジヨイントがペデスタルに沿ってほぼ中間にあるよう
   な間隔であることを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   墳乃至第１６１項のいずれか７つの項に記載の作動器機
   構。 （８１一方の一／ヨイント即ち支持柱の二軸ジヨイント
   についてピッチ軸線は共通であり、この共通な軸＃は実
   際に共通軸であり、従ってこの共通軸がピッチ運動に関
   してλつのジヨイントを共に堅く連結することｔ特徴と
   する特許請求の範囲第ｍ　項乃至第（７１項のいずれか
   ７つの項に記載の作動器−構。 （９；　　各々の調整可能な支持部材は、一つ又はそれ
   以上の長さ調節装置を関連し、この長さ調節装置は支持
   部材の有効長を示す適当な信号を送ることが出来ること
   を特徴とする特許請求の範囲第（１１項乃至第（８）項
   のいづれか７つの項に記載の作動器機構。 ＠・　腕状のブームを有するロゲットのマンブレーク装
   着に使用するのに適した手首状三軸ジヨイント構造であ
   って、＠／の軸線のまわりに回転自在１／Ｃａ　Ｎット
   のブームに取付は可能な第１の即ち前腕の部分と、前腕
   の回転軸線と共面をなす平面に回動自在に且つ前腕の回
   転軸＠に垂直でそしてこれと変わる第二の軸線のまわり
   に回動自在に前腕に取付けられた１１．２の即ち手の部
   分とから成り、前腕の部分への手の部分の取付けは、一
   方の部材から突出するトラニオンが他方の部材のジャー
   ナル軸受と協働し、トラニオンは、前腕の端の「顔」か
   ら突出する目孔内に取付けられた軸の端であ如、一方、
   手は目孔に嵌まる二叉（Ｕ−形）の端を相応して有し、
   ビメット軸１１１２つの部分を共に保持するためＫ　一
   方の二叉の端の軸受、目孔及び他方の二叉の端の軸受を
   通シ、さらに１手のピボット軸４１に垂直で且つ前腕の
   回転軸線と変わる第３の軸線のまわりに回転自在に手の
   部分に取付けられた第３の、即ち工具支持体の部分とか
   ら成り、全３軸線は一点で交わり、そして３つの部分は
   、駆動部材に駆動自在に連結され（駆動部材自身は駆動
   装置に連結可能であり、この駆動部ｆｊｌＶｃよって各
   部分は各運動軸線のまわりに別々に駆動される）、駆動
   部材は前腕の回転軸線と全て同軸をなし且つ前腕の回転
   軸線のまわりに回転できる、内側、中間及び外側の駆動
   シャフトの組合せから成り、手のピメット軸線（第コの
   軸ｌＩｉりは前腕の軸線（第１の軸１ｉｊ１）に垂直で
   あり、手の駆動を手の駆動シャフトから９０°回転させ
   ると、手の駆動はシャフトの端に取付けられた（シャフ
   トと同軸の）かさ歯車から手に取付けられた（そして手
   のピボット軸線と同軸な）協働するかさ歯車に伝達され
   ることを特徴とするジヨイント構造。 ａ１１３つの部分は、内側、中間、外側の同軸駆動シャ
   フトである駆動部材に駆動自在に連結され、各シャフト
   は円形断面の管であり、王な管は、互いに入れ子犬にな
   っていて、ロゲットのズームは円形断面の管であり、前
   腕の部分はブームと同軸であり、３つの駆動シャフトも
   ブームと同軸であり且つ少なくとも部分的にブーム内に
   配置されていることを特徴とする特許端末の範囲第唾＠
   項記載のジヨイント構造。 ａ３　　各駆動部材は各々の駆動装置に駆動自在に連結
   され、各駆動装置は関連した部分の駆動部材の駆動シャ
   フトに相当する駆動連結シャフトであシ、駆動部材の各
   駆動シャフトは、接着剤又は締り摩擦嵌めによって駆動
   連結シャツ）Ｋ連結されることを特徴とする特許錆求の
   範囲第６・項及び第α９項のいづれかに記載のジヨイン
   ト構造。 ａ３　　前腕の部分は前腕の軸線と同軸な３つの駆動シ
   ャフトのうちの外側の駆動シャフトに駆動自在に連結さ
   れそして外側４動シヤフトと同軸状に且つこれに直接取
   付けられ、そこで歯車装置を介在させないで外側の駆動
   シャフトと共に直接に回転され、手の部分は、前腕の軸
   線と同軸な３つの駆動シャフトの中間の駆動シャフトで
   ある駆動部材に駆動自在に連結され、工具支持体の部分
   は前腕の軸線と筒軸な３つの駆動シャフトのうちの内側
   の駆動シャフトである駆動部材に駆動自在に連結され、
   そして工具支持体の回転軸線は手のピメット軸線に垂直
   であり且つ手のピボット軸線及び前腕の回１．軸線の両
   方に変わるので、工具支持体のための駆動は、啼ず手の
   ピゲット平面と平行な平面の中へ９００回転され、次に
   工具支持体の軸線（＠３の軸線）の線上に９０”逆転さ
   れ、最初のｑＯｏの回転は、手のピボット軸線のまわり
   に回転自在に取付けられたかさ歯車と協働して中間のシ
   ャフトの端に取付けられた（中間のシャフトと同軸な）
   かさ歯車によって行なわれ、このかさ歯車からの駆動は
   、工具支持体自身に取付けられた（工具支持体と同軸な
   ）第λのかさ歯車と協働して手のピメット軸線と平行な
   且つ手のピボット軸線から（手の工具支持体の端の方に
   ）間隔をへだてた軸線上の第２のかさ歯単に伝達され、
   第１のかさ歯車から第＝のかさ歯車への駆動の伝達は、
   一つは両方のかさ歯車と同軸に取付けられた一つのスジ
   ロケット歯車を繋ぐチェーンを使用して行なわれること
   を特徴とする特許端末の範囲第ａＳ項乃至第α２項のい
   づれか７つの項に記載のジヨイント構造。