JPS5871091A

JPS5871091A - 可撓性ア−ム

Info

Publication number: JPS5871091A
Application number: JP16718481A
Authority: JP
Inventors: 小沢　房明; 太郎岩本
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-10-21
Filing date: 1981-10-21
Publication date: 1983-04-27

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、塗装作業や溶接作業、あるいは原子カプラン
ト内の保守点検作業を行なう工業用ロボットや自動機械
における可撓性アームに関するものである。

塗装や溶接作業を行なう工業ロボットあるいは自動機械
に関しては、作業に適するように配置された剛体アーム
を独立して別々に制御し、所望の工具運動を行なわせる
方法が取られている。これらのロボットや自動機械の中
にはリンクやチェーンを介して個々のアームを制御して
いるものも見られるが、多くの装置はアーム近傍に配置
されたそれぞれの駆動装置により独立に制御されている
。

このような型式のロボットや自動機械でも、多くの実用
例においては十分な自由度を与えることが可能であるが
、場合によっては可撓性アームがどうしても必要とされ
ることがめる。その−例としてはｍ表口ボットで自動車
の内部を塗装″する場合でおる。この場合、ロボットは
単体の限られた寸法の開口部から内部へ遊装工具を押入
し７ｔシ、さらに開口部の裏側などｋｍ装した多いまた
、障否吻を筐わシ込むことが必要でおる。即ち限られた
寸法の開口部へ仲人できるシ５躯ＩＩｈ機器あるいは動
力伝達ａ傳を内蔵し、しかも任意の方向へ無現なく折９
曲げ９舵なｏＪ憫任アームが必要とされるのが現状でる
る。

本発明は上述の事柄にもとづいてなさｎたもので、人間
の手首に類似するような曲げ運Ｉｌｂを実現することが
できる可撓性アームを提供すること金目的とするもので
ある。

本発明は上記の目的を構成するために、相互に依絖され
駆動装置によシ制両された曲げ運動を行なうようにされ
た数個のアーム要素から構成された９禰性アームにおい
て、各アーム要素を、主軸と、この主軸上の２個所に任
意方向に鳩励町カ目な王、従２個の傾動体と、従頑励体
の傾斜情報（方向および傾斜型）が主＋ｃＡ一体の傾斜
情報に対して囲対象となるように伝達する少くとも２組
以上のレバ系とで１ｍ成し、谷アーム要素の端部を枢動
的に結合すると共に、主、従順動体１ｔｈ結体によシ績
合したものでめる。

以下不発明によるロボットまたは自ＩＩＩＪ機械におけ
る９浦性アームの一笑施例を図面につき説明する。

第１図は本帖明の可撓性アームの一夫厖例を示すもので
ある。この図において、可焼性アームは同様な形状の４
つのアーム安索Ａ、〜Ａ４を直列にＡＭした構造で構成
されている。ｌは保持枠、２線回転軸である。

前述した各アーム’ｊＬ’　Ｘ　Ａ　１〜Ａ、の詳細な
構造を第２図に示す。

Ｗｇ２図において、各アーム安＊　Ａ　ｓ〜Ａ４は主軸
３上の２つの駆動点４．５にνいて主傾動体６、従傾動
俸７と呼ぶ２つのカルダン形の自在継手が設置されてい
る。このカルダン形の自在継＋を構成する十字軸の第１
軸８．９は主軸３上のｗｈＩＩＩｂ点４．５で固足され
ている。この第１軸８．９の回シには内側リング１０．
１１が設けられ、また第１＠８．．９に対して垂直な十
字軸の第２軸１２゜１３回りには外側リング１４．１５
が設けられている。さらに外側リング１４．１５には十
字軸の纂２＠１２．１３と位相ｔ−９０度異にする位置
で、しかも円側リング１０．１１に干渉しない長さを持
つ第３輔１６，１７が主＠３の軸心と直角な方向に設け
られている。第２軸１２．１３と第３軸１６．１７には
これに沿ってスライドする４つのスライダ１８．１９．
２０．２１が柩シ付けられている。主傾動体６と従傾Ｉ
Ｉｈ俸７との間には主軸３上をスライドする２重構造の
スリーブ２２゜２３が設けられている。スリーブ２２．
２３の両端面からは４本のレバー２４．２５．２６．２
７が球ｌ１ｉＩ＋＠受３９，４０．４１．４２を介して
主軸３の軸心から中径方向に等距離になるように、４つ
のスライダ１８〜２１にそれぞれ逐頼されている。４個
のスライダ１８．１９．２０．２１の配置は主傾動体６
上のスライダ１８を＠周方向での位相の基準とするど、
スライダ１９は時針方間に９０度、従頑鯛捧７上のスラ
イダ２０は１８０度、スライダ２１は２７０度に配置さ
れている。従ってスリーブ２２にレバー２４．２６τ介
して遅幀されているスライダ１８．２０が１つのレバー
系であシ、スライダ１８．２０は互いに１．８０度位相
が異なるように連結されている。スリーブ２３のレバー
系も同様に連結されておシ、２つのし、バー系は９０に
位相が興なるように配置されている。

さらに４個のレバー２４，２５．２６，２７０長さは主
傾動体６が主軸３に対して垂直となる時、従＃ＡｌＩｈ
体７が垂直となるようにＢｓ贅されている。

従って主傾動体６が外部からの駆動力により駆動点４回
りに傾斜すると、４個のレバー２４，２５゜２６．２７
が主軸３の細心から等距離に配置されているため、スラ
イダ１８．１９が十字軸のｇ２＠１′２および第３軸１
６Ｊ：ｔ−スライドするとともに、主軸３の軸心と平行
な方向へレバー２４゜２５ｔｍ＃ｆる。これにより、ス
リーブ２２゜２３が主軸３０両端と平行な方間に移動す
るとともに、レバー２６．２７およびスライダ２０．２
１を介してｇＥ傾制動体７駆動点５回シに傾斜させる。

この従諜鯛坏７の傾斜型および傾斜方向は２組のレバー
系の配置から判るように、主傾動体６の傾斜情報と面対
象すなわち向慣報を反転する。さらに主軸３０両端には
谷アーム安承Ａ１〜Ａ、の相互を枢動的に連結するため
のジヨイントＪＲ票２８Ａ。

２８Ｂが城シ付けられてい、る。これピのジョイン［Ｌ
＊２８Ａ、２８Ｂは本夾抛例では球面嵌面によって９４
成され、この表面には接触作用から外れるのを防止する
ためリッジが設けられている。

以上のように遺戒される各アーム要素人１〜人４は、第
１図に示すように一方のアーム要素の従傾動体７と他方
のアーム要素の主傾動体との外側リング１５．１４とを
、連結体２９によって湛結することによって一体的な構
造に遺戒されている。

、ｙ；ｊ４転軸２は軸受３０によシ保持枠ｌに回転部ｓ
’Ｍにノ支持され、襄、た回転部ＩＩｂｆｃＴｔ（図示せず）に
連結されている。基端側のアーム要素Ａ１に２ける主１
唄一体６にはこの主項動体６（１）回転ｔ−ｌｆｆ谷す
る駆動り／グ３１が設けられている。この駆動リング３
１の外周面には牛後方向に突出する作動ビン３２．３３
が設けられている。これらの傾動ビン３２．３３には主
傾動体６に傾動運ＩｄＪｔ−与えるためのシリンダ３４
．３５が連結されている。

次に上述した本発明Ｑ可撓性アームの一夾識例の、動作
を説明する。

アーム要素人、の主傾動体６が一対のシリンダ３４．３
５により傾斜すると、前述した２組のレバー系によシ従
順動体７が傾斜し、連結体２９により連結されたアーム
要素Ａ、の主傾動体６が変位することになる。これによ
ジアーム責素Ａ、の主軸３はジョイン）２８Ａのまわり
に傾斜することになる。さらにアーム安素人、の主軸３
が傾斜すると、ジヨイント部材２８と、アーム安素人、
の主窪励俸６の傾斜の違いからアーム要素人２の主軸３
とその主項動体６との間に傾斜角度差が生じる。この角
ｆ走はざらに前述した２組のレノ（−系を介してアーム
要素Ａ、の従１唄鯛体７を傾斜させる。この頑ｍ過程が
アーム女系Ａ、　、　Ａ、に対して同様に遂行すること
によムγ−ム全俸は弧状の形状ＩＣ折り曲げられる。

もし１ｉａｌ々のアーム蓋系及びこれらの連結部分が同
一で少れば円弧状に折シ曲げらｎることになる。

アーム要素Ａ１の主軸３を駆動装置によ多回転させると
、この回転移動はアーム要素Ａ１〜Ａ＝の相互の傾斜と
は独立に主ＩＩｍ励体６．２組のレバー系、従煩動俸７
を介してアーム要素からアーム要素へと伝達されるので
、アーム先４はアームが折シ曲げら扛た状態で回転する
ことになる。

第３図は本発明の可例注アームの他の実施例を示すもの
で、この図において第１図と同符号のものは同一部また
は相当する部分である。この実施例は４つのアーム要素
人１〜Ａ、のうちの基端側のアーム要素Ａ１と先端側の
アーム要素Ａ、はアーム要素Ａ、、Ａｓに対して主傾動
体６、従順動１体７．２重構造の２リープ２２．２３ｊ
？よびレノ（−系を省略して＃ｆ成されている。また、
アーム安素人、。

Ａ、の従順動体７、主傾動体６は平板状体で＃ＩＩ成さ
れている。この平板状体６．７にスライダ１８〜２１が
滑動可能に枢シ付けられている。また平板状体６．７は
主軸６，７は主軸３の球面体３６に傾動可能に柩シ付け
られている。

上述した本発明の可撓性アームの他の夫Ｍ列は前述した
第１図に示す実施例と同様に作動するカニ、その作動状
ＩＤＡｔ−第４図およびｗ、５図にづいて説明する。

まず、可撓性アームをｘ、ｙ平面内で折シ曲げる場合を
第３図および第４図について述べると、７す／ダ３４，
３５によってアーム要素人の従順一体７を傾斜させると
、赴頑坏２９によってアーム蓋素Ａ、の主傾動体６も同
じ角度β傾斜する。

この主１ｍｄ体６の１頃斜はし／（−２５、スリーブ２
３、レバー２７によってアーム要素Ａ、のｆ：Ｍ動体７
に伝達さｎる。このような動力伝達によりアーム要素Ａ
ｓ−Ａ４はｊ＠次抗折９曲られる。また、上述と同様な
動作により第５図に示すようにＸ。

ｙ平面に対して直角な面、すなわち２而内でアームを折
り曲げることができる。

以上詳述したように、不％明によれば−ロボーットまた
は自動機械を傳成するアーム間へ、限られた寸法でしか
もアーム＠味を通る全ての平面内で曲げ動力を一伝造で
きるので、小型化および柔軟な費勢制−が行なえる効果
がめる。

【図面の簡単な説明】

第１図は不発明のロボットまたは自動機械におけるｃＴ
ｍ性アームの一夷通例を示す斜視図、第２図は本発明の
可−撓性アームを傳成するアーム要素の一例を示す斜視
図、第３図は本発明の可撓性アームの他の実施例を示す
斜視図、第４図および第′５図は第３図に示す本発明の
可読性アームの他の実施例の動作ｔ−説明する線図でり
る。Ａ１−Ａ４・・・アーム安素、３・・・主軸、６・・・
主傾動体、７・・・従順動体、２２．２３・・・スリー
ブ、２４〜２７・・・レバー、２８Ａ、２８Ｂ・・・ジ
ヨイント部材、ノ２９・・・連結体。代理人　弁理士　博田利辛

Claims

【特許請求の範囲】

相互に接続され、駆動装置により制御された曲げ運動を
行なうようにされ九任意数のアーム安素から傳成された
ａＪ撓注性アームおいて、前記アーム貴累を、主軸と、
前記主軸上の離れた位置で対向して取り付けられた任、
型方向に傾動可能な主および従の傾動体と１前記主＃４
ＩＩＩｂ体と前記便項動体と４傾斜重が面対象となるよ
うに伝運町龍な少なくとも２組以上のレバー系とで傳成
し、谷アーム貴素の端部を枢動的に頼合すると共に前記
主、従噴励体を迷結体によシ細合したことを時機とする
可撓性アーム。