JPS59166478A - 産業用ロボツト - 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】 この発明は産業用ロボット、特にその手首を駆動する装
置の改良に関するものである。

従来この種の装置としてＳ１図乃至第３図に示すものが
あった。図において（１）は第１のサーボモードル、（
２）は第２のサーボモードル、（３）は第３のサーボモ
ードル、（４）は第１のサーボモードル（１）の出力軸
に固着されたプーリ、（５）はプーリ（４）の回転をプ
ーリ（６）に伝達するベルト、（７）は箱体、（８）は
第２のサーボモードル（２）の出力軸に固着されたプー
リ、（９）はブー９（８）の回転をプーリ０１に伝達す
るベルト、（６２）は箱体、０］）は第８のサーボモー
ドル（３）の出力軸に固着されたプーリ、（２）はプー
リ０ηの回転をプーリ０３に伝達するベルト、ｆ（ｉ３
＋は箱体、０→、０傍は、プーリ（ａ）　、　Ｑ＊に各
々固着された傘歯車、０υ、０ηは各々夫々傘歯車Ｑ４
）　、　Ｑｆ９と噛合う傘歯車、０ね、θ１及び（１）
、Ｑｌ）は各々ブー１月６）、傘歯車０→、及びプーリ
θ１．傘歯車０樟を支承する軸受、α９．＠、（至）は
各々、傘歯車０ノ、傘歯車０７１．プーリ０：！Ｉの回
転を伝えるドライブシャフト、１◎、Ｊに）はドライブ
シャフト（イ）を支承する軸受、＠、（イ）及び（ホ）
、■は各々ドライブシャフトｔａ９及び（財）を支承す
る軸受、０１）はドライブシャツ１へ（７）（イ）翰等
を囲む第２リンク、翰２輪は第２リンク０１）を支承す
る軸受、（財）は一端で第２リンク０わを支承する第１
リンク、（（至）は後述する内歯車（ロ）に固着された
第１の箱体、（２）は第１の箱体１６５１を回動自在に
支承する軸受、（ト）はドライブシャフト（イ）に固着
された平歯車、（イ）は平歯車（ト）と噛合う内歯車、
（７）はドライブシャフト（イ）に固着された平歯車、
翰は平歯車に）と噛合う筒状の平歯車、（１０は平歯車
に）に固着された傘歯車、０υ及びＯ旧よ平歯車（ト）
及び傘歯車４＋）を支承する軸受、０罎は傘歯車０１と
噛合う傘歯車、（４Ｅｌは傘歯車（ハ）のボス部に固着
されたプーリ、０→及び（ハ）は傘歯車的及びプーリθ
→を支承する軸受、００はドライブシャフト（ハ）に固
着された傘歯車、０力は傘歯車０・と噛谷う傘歯車、（
１燵はプーリ＠杓の回転をプーリ輪に伝達するベルト、
ω旧よ傘歯車θカのボス部に固着されたプーリ、（５り
はプーリυ１）の回転をブー１月５３）に伝達するベル
ト、（ｆｉ６ｊはプーリ（イ）のボス部に固着された第
２の箱体、１５６）及び旬はプーリー及び第２の箱体（
鎚）を回動自在に支承する軸受、（転）はプーリーに固
着された傘歯車、（５９）は重両車州と噛合う傘歯車、
（５９ａ）は傘歯車（５９）に固着された出力軸、（ｔ
ｏｏ）及び（Ｇ１）は傘歯車（５！、０及び出力軸（５
９ａ）を回動自在に支承する軸受、鉤）及び（５均は、
プーリ１Ｉｉ３１及び傘歯車（ト）を支承する軸受、Ｇ
′７）は第２の箱体（関）を支承する軸受である。平歯
車（ト）と、内歯車（ロ）と、第１の箱体（（至）等と
で第１の装置、平歯車（２）、…と、傘歯車００．（ハ
）と、プーリリ樽１輪と、第２の箱体（（１）等とで第
２の装置、傘歯車−，θ力と、プーリ！５］１　、１１
５３）と、傘歯車（５８１、ｆ５！］）と、出力軸（５
９ａ）等とで第８の装置が構成される。なお第１の装置
の第１の箱体１＋、Ｊの回動軸線と第８の装置の出力軸
（５９ａ）の回動軸線は同一であり、該軸線と第２の装
置の第２の箱体（Ｉ！ｉｌＯ回動軸線は直交している。

（６８）は第２リンク０１）を第８リンク＋７０＋　、
第４リンクヴ１）を介して駆動する減速機付の第４のサ
ーボモードル、ｔｒｉ；＋）は第４のサーボモードルｌ
１ｌ）の反対側とて第１リンク（１＋４１を駆動する減
速機付の第５のサーボモードル、（７カは第１リンク（
ｆｉ４）を回動自在に支承する架台である。

次に動作について説明する。第１のサーボモードル（１
）の回転はブー１月４）　、　（ｏ）及び傘歯車（＋４
）　、　（］＄を介して遂次減速及び軸変換されてドラ
イブシャフト（７）に伝達され平歯車（ト）及び内１東
車（ロ）により減速されて第１の箱体ｆ６５１を回動す
ることにより第１の装置の動作が行われる。次に、第２
のサーボモードル（２）の回転はブー１月８）　、　（
１０及び傘歯車ＯＱ、αηを介して遂次減速及び軸変換
されてドライブシャフト勾に伝達され平歯車（７）、（
イ）及び傘歯車的、（ハ）により、更に減速及び軸変換
されてプーリ（ハ）２輪を介して第２の箱体（６Ｇ）を
回動することにより第２の装置の動作が行われる。第８
のサーボモードル（３）の回転はプーリαす、０埠を介
して減速されドライブシャフト（イ）に伝達され、傘歯
車θΦ、０η及びプーリφ１１　、　（５３１及び傘歯
車１５８１　、　ｉ９＋を介して遂次減速及び軸変換さ
れて出力軸（５９ａ）を回動することにより第８の装置
の動作が行われる。ここで第１及び第３の装置は同一軸
線上で、第２の装置は該軸と直交する軸線上で回動して
いる。上記第１乃至第８の装置により出力軸（５９ａ）
に固着されたワーク（図示せず）はいわゆる３自由度の
手首動作を行うことになる。更に第４のサーボモートル
ー）の回転は第４リンクク１）、第８リンク＋７０＋を
介して第２リンク０１）を回動し、第５のサーボモード
ル１６９）は第１リンク（６４）を回動する。第４．第
５のサーボモードル晒。

（６特及びその駆動系による第２リンクＧ力及び第１リ
ンク（６４）の動作と上記手首動作により産業用ロボッ
トは５自由度の動作を行う。

ところで、平歯車輪と、内歯車（ロ）と、第１の箱体（
（ト）等とからなる第１の装置は、傘歯車（４０カと、
プーリ（５１）（へ）と、傘歯車（２））伸９）と、出
力軸（５９ａ）等とからなる第８の装置と同軸線で配置
され、平歯車（ハ）翰と、傘歯車的（ハ）と、プーリ（
ハ）輪と、第２の箱体（圓）等とからなる第２の装置は
、この軸線と直交しており、３自由度の手首動作を得る
には、多数のプーリ、平歯車、傘歯車、及び軸受を用い
なければならず、部品点数が増大することはもとより、
各部品の集積誤差により精度が低下する恐れがあり、し
かも手首部分のが複雑化するばかりでなく、その重量が
増大することになり、手首部分を支える各リンクの強度
も大としなければならず、装置が大型化する欠点があっ
た。

この発明は上記のような従来のものの欠点を除去するた
めになされたもので同一軸線上で回動する第１の装置と
第８の装置に対し、該軸線と斜交する軸線上で回動する
第２の装置を配置し、部品点数の削減、精度の向上を計
ることができ、コンパクトな産業用ロボットを提供する
ことを目的としている。

以下この発明の一実施例を図について説明する。

第４図乃至第６図において、（ハ）、＠湖は各々傘歯車
θゆ、傘歯車０乃プーリ０３の回転を伝えるドライブシ
ャフトで、中空のドライブシャフト（ハ）の中に中空の
ドライブシャフト（５）が内装され、同じく中空のドラ
イブシャフト（ロ）の中にドライブシャフト磐が内装さ
れて三重軸となっている。（ハ）、０２及びに）。

■は、各々中空のドライブシャフトに）及びに）を支承
する軸受、（叫はドライブシャフト（イ）に固着された
第１の箱体で軸受０のにより回転自在に支承される。に
）はドライブシャフト（５）に固着された傘歯車、０→
は傘歯車θ０の回転軸心と斜交する軸心上で傘歯車００
と噛合う傘歯車、０ゆは傘歯車θ東を支承する軸受、（
７３）は調和減速機等の減速機、（７８ａ）は中空状に
形成され上記減速機（７３）の入力軸で、上記傘歯車（
１東に固着されている。（７８ｂ）は上記減速機（７３
）の出力軸であり、上記入力軸（７８ａ　）内を同軸心
で貫通している。（（至）は出力軸（７８ｂ）に固着さ
れた第２の箱体、ｊｆｉηはこの第２の箱体（（至）を
回転自在に支承する軸受、０→はドライブシャフトに）
に固着された傘歯車、０′ｔ）は傘歯車θ騰と同軸心上
で傘歯車（ト）と噛合う傘歯車、（４７ａ　）はこの傘
歯車θカに固着された中空の軸、（５８）はこのｄｉＩ
ｌｌ（４７ａ）の一端側に結合された傘歯車、（１１９
１は傘歯車（ハ）と同軸心上で上記重両車輛）と噛合う
傘歯車、（５９ａ　）は傘歯車９９）に固着された出力
軸、（ハ）は入力軸（７８ａ）を支承する軸受、１５４
）は傘歯車（５８）と軸（４７ａ）を支承する軸受、（
１’ｉｌｌ　ｆ６匂は傘歯車）９）及び出力軸（５９ａ
）を回動自在に支承する軸受である。ここで、第１の箱
体（（に）等で第１の装置、傘歯車（４０（ｌ椴と軸（
４８ａ）と第２の箱体（１１５１等とにより第２の装置
、傘歯車ｈｅ　ｏｉ（財）の１１）と出力軸（５９ａ）
等とにより第３の装置が構成される。なお、第１の装置
の第１の箱体幅）の回転軸心と第３の装置の出力軸（５
９ａ）の回転軸心は同一であり、この軸心と第２の装置
の第２の箱体（１殉の回転軸線は所定の傾斜角で交差し
ている。なお、その他の符号の説明は従来装置と同様に
つき省略する。

上記のように構成されたものにおいて第１のサーボモー
ドル（１）の回転はプーリ（４）　、　（６）及び傘歯
車０Φ、０均を介して遂次減速及び軸変換されてドライ
ブシャフト（ハ）に伝達され第１の箱体（（至）を回動
し、第１の装置の動作が行われる。第２のサーボモード
ル（２）の回転はブー１月ｓ）　、　ＯＬ３及び傘歯車
ｏｅ　、αηを介して遂次軸変換されて、ドライブシャ
フト（５）に伝達され傘歯車θ０　、　ｃ＋３により更
に軸変換されて、傘歯車的、更に入力軸（７８ａ）から
減速機（７３）により減速され、出力軸（７８ｂ）に固
着された第２の箱体（１局を回動し、第２の装置の動作
が行イつれる。第３のサーボモードル（３）の回転はプ
ーリ０１）、α［有］を介して減速され、ドライブシャ
フト四に伝達され傘歯車（＋ｌ、Ｇ１７）、Ｍ　、ｌ！
ｌ）を介して遂次減速及び軸変換されて、傘歯車（６９
）に固着された出力軸（５９ａ）を回動し、第３の装）
４の動作が行われる。ここで第１及び第８の装置は同一
軸線上で回動し、第２の装置は該軸と所定の傾斜角で交
わる軸線上で回動している。

上記第１乃至第８の装置により出力軸（５９ａ）に固着
されたワーク（図示せず）はいわゆる８自由度の手首動
作を行うことになる。更に第４のサーボモードルｆｆ１
８）及び第５のサーボモードル（６ωの回転により、第
２リンク０１）、第１リンク（６４）は従来と同様に回
動し上記手首動作と併せて産業用ロボットは５自由度の
動作を行う。

ところで、第２の箱体（６６）を回動させる構成として
は、ドライブシャフト（イ）の回転を伝達する傘歯車θ
〜（４榎、＠速機（７３）が設けられているが、減速＄
３　（ｖ：ｑ）に結合される減速機（７３）の入力軸（
７８ａ）は中空に構成され、減速機（７３）の出力軸（
７８ｂ）は入力軸（７８ａ　）内を貫通して突出してお
り、減速機（７３）の入力ｉｔｉ＋ｔ＋　（７ｓａ）と
出力軸（７８ｂ　）とは同一方向で人、出力をおこなう
。

また、上記説明では、一端が回動自在に支承された第１
リンク（６（１）と、この第１リンク（６４）の他端に
中間部が回動自在に支承された第２リンクＧＴ）とを有
した産業用ロボットについて説明したが、周知の直角座
標形、極座標形、多関節形等の産業用ロボットにも利用
できることは言うまでもない。

以上のようにこの発明によれば、第１の装置と第８の装
置とを同軸線上に配置すると共に、この軸線に対し所定
の傾斜角で第２の装置の軸線を交差させて配置したので
、多数のプーリや平歯車が不要となり、部品点数を削減
でき、各部品の集積誤差の改善、即ち装置の“１イｉ度
の向上を計ることができ、しかも手首部分の重量を軽減
でき、各リンクへの荷重が小となり、各リンクの小形化
、ひいては装置の小形化を計ることができる。

しかも、第２の装置には、その回動軸線上に減速機を配
置し、この減速機の入力軸を中空とし、この入力軸内に
この入力軸と同一方向で上記減速機の出力軸を貫通させ
たので、出力軸の配置空間として入力軸内空間を利用で
き、第２の装置を所定回転速度で回動させるための減速
機構を大幅にコンパクトにできる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の産業用ロボットの手首部分を駆動する装
置の部分断面平面図、第２図は第１図のＡ天方向の部分
側面断面図、第８図は同じく全体側面図、第４図はこの
発明の一実施例による部分断面側面図、第５図は第４図
のＢ天方向の部分断面平面図、第６図は同じく全体側面
図である。 （１）・・第１のサーボモードル、（２）・・・第２の
サーボモードル、（３）・・・第８のサーボモードル、
（イ）・・・ドライブシャフト、（社）・・・ドライブ
シャフト、■・・・ドライブシャフト、６υ・・・第２
リンク、（財）・・・第１リンク、１（応）・・・第１
の箱体、（［ｉＧ）・・・第２の箱体、（５９ａ）・・
・出力軸、（７３）・・・減速機、（７８ａ）・・・入
力軸、（７８ｂ　）・・・出力軸。 なお図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　葛野信− 第２図 ３ と 第３図 手続補正書（方式） ２１発明の名称 産業用ロボット ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
名　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八
部 ４、代理人 ６、補正の対象 図面 ７、　補正の内容 図面（第１図乃至第６図）の浄書（内容に変更なし） 以上 手続補正書（自発） １、事件の表示　　　特願昭５８−４１０７３号２・発
明の名称　　　Ｍ、　業用Ｉｆｆ　ホット３、補正をす
る者 事件との関係　特許出願人 住　所　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号名
　称　　（６０１）三菱電機株式会社代表者片山仁八部 ４、代理人 住　所　　　　　東京都千代田区丸の内二丁目２番３号
三菱電機株式会社内 ５、　補正の対象 明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の欄。 ６、　補正の内容 ［１１明細書の特許請求の範囲全別紙のとおり訂正する
。 （２）　　同第４頁第１４行から同頁第１７行に「なお
、・・・・・・・・・いる。」とあるのｋｌａ下のとお
り訂正する。 ［なお、第１の装置の第１の箱体（６５）の回動軸線と
第２の装置の第２の箱体（６６）の回動軸線とげ直交１
〜、捷た、第２の箱体（６６）の回動軸線と第３の装置
の出力軸（５９ａ）の回動軸線とげ直交している。」 （３）同第５頁第２０行から第６頁第２行ＶＣ「ここで
、・・・・・−・・いる。」とあるの全以下のとおり訂
正する。 「ここで、第１の装置と第２の装置、及び第２の装置と
第３の装置は夫々直交する軸線上で回動している。」 （４）同第６頁第１３行から同頁第１７行に「傘歯車（
４６）・・・・・・・・・直交」とあるの′（ｉｌ−以
下のとおり訂正する。 ［平歯車（３Ｂ）（３９）と、傘歯車（４０）（４３）
と、プーリ（４８）（５０）と、第２の箱体（６６）等
とからなる第２の装置の軸線と直交し、第２の装置は、
重両屯（４６）（４７）と、プーリ（５１０５３）と、
傘歯車（５日）（５９）と、出力軸（５９ａ）等とから
なる第３の装置の軸線と直交」 （５）同第７頁第７行から同頁第９行に「同一軸線上で
・・−・・・・・配置」とあるのを以下のとおり訂正す
る。 「第コ、の装置の軸線と第２の装置の軸線と斜交して配
置すると共に第３の装置の軸線を第２の装置の軸線と斜
交して配置」 （６）同第９頁第４行から同頁第８行に「なお、・・−
・−・・いる。」とあるのを以下のとおり訂正する。 ［なお、第１の装置の第１の箱体（６５）の回転軸心と
第２の装置Ｗｔ、の第２の箱体（６６）の回転軸心は所
定の傾斜角で交差し、寸だ、第２の箱体（６６）の回転
軸心と第３の装置の出力軸（ｓｏｂ）の回転軸心も所定
の傾斜角で交差している。」 （７）同第１０頁第５行から同頁第７行Ｋ「ここで、・
・・・・・・している。」とあるのを以下のとおり訂正
する。 「ここで、第１及び第２並びに第３の装置の夫夫の回動
軸線に互いに所定の傾斜角で交わる軸線上で回動してい
る。」 （８）　　同第１１頁第９行から同頁第１２行に「第１
の装置と・・・・・・・・・配置」とあるのを以下のと
おり訂正する。 「第１の装置の軸線と第２の装置の軸線分斜交して配置
すると共に、第３の装置の軸線を第２の装置の軸線と斜
交して配置」 以上 特許請求の範囲 （１）　　筒状のリンクの一端に配設さｈた複数のモー
ドル、この複数のモードルの回転？個別に伝達し得るよ
うに上記リンク内に配設さねた伝達要素、上記リンクの
他端に配置されると共に上記伝達要素に連結さね、各モ
ードルに対応して複数の独立した回転運動分行う装置分
備えた産業用ロボットにおいて、上記回転運動を行う装
置は上記リンクと同一軸線上で回動する第１の装置と、
該第１の装置の軸線と斜交する軸線上で回動する第２の
装置と、この第２の装置と斜交する軸線上で回動する第
３の装置と全備え、上記第２の装置にげ、その回動軸線
上に減速機全配置し、この減速機の入力軸を中空とし、
この入力軸内にこの入力軸と同一方向で上記減速機の出
力軸を貫通させたこと全特徴とする産業用ロボット。 （２）　　減速機は調和減速機で構成さねていること全
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボット
。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、筒状のリンクの一端に配設された複数のモードル、
   この複数のモードルの回転を個別に伝達し得るように上
   記リンク内に配設された伝達要素、上記リンクの他端に
   配置されると共に上記伝達要素に連結され、各モードル
   に対応して複数の独立した回転運動を行う装置を備えた
   産業用ロボットにおいて、上記回転運動を行う装置は上
   記リンクと同一軸線上で回動する第１の装置と、該第１
   の装置の軸線と斜交する軸線上で回動する第２の装置と
   、上記第１の装置と同一軸線上で回動する第８の装置と
   を備え、上記第２の装置には、その回動軸線上に減速機
   を配置し、この減速機の入力軸を中空とし、この入力軸
   内にこの入力軸と同一方向で上記減速機の出力軸を貫通
   させたことを特徴とする産業用ロボット。 ２、減速機は調和減速機で構成されていることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の産業用ロボット。