JPS59166493A - 工業用ロボツト - 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】 産業上の利用分野 本発明は１関節に多自由度を有する工業用ロボット関節
部のリミット位置、原点位置等を検出し、動作の制御を
行なう工業用ロボットに関するものである。

従来例の構成とその問題点 工業用ロボットにおいて、関節部を小型化、軽量化し、
制御が簡単になるようにするために、１関節に多自由度
を有する関節が必要となる。このとき、１つの原動軸の
回転が１つの動作軸に対してのみ回転を伝えるだけでな
く、他の動作軸に対しても誘起運動を発生させる場合が
ある。このような関節では、従来、関節の動作範囲を制
御上で限定するためのリミット位置検出を、動作軸に位
置検出センサーをつけて行なっていた。しかし、この方
法では、センサーの取付部が構造的に複雑になり、部品
加工上、および、関節部の小型軽量化という点で不利で
ある。また、従来はセンサーとして上限、下限のリミッ
ト位置検出に、近接センサー２個、原点位置検出にフォ
トインタラプタ１個が必要となり、１つの自由度に対し
て合計３個のセンサが必要となる。このため、部品点数
が多くなるという問題点があった。

第１図に、従来の具体構成の一例を示す。第１図の例は
、差動歯車を用いて１関節に２自由度をもたせた関節を
示している。この関節を駆動する３　・・−シ アクチュエータとして、モータ１，２を用いる。

まず、モータ１のトルクは、プーリー３，５、ベルト４
からなる伝達部によって原動軸６に伝達される。同様に
、モータ２のトルクは原動軸１１に伝達される。さらに
原動軸６にかさ歯車７が、原動軸１１にかさ歯車１２が
固定されている。また、かさ歯車７と１２によって、関
節部材１４に固定された、かさ歯車１３を動かす。そし
て、かさ歯車７，１２が同方向に回転すれば、関節部材
１４は関節部材１５に対して原動軸６，１１のまわりに
回転する。なお、この場合、動作軸は原動軸と一致して
いる。また、かさ歯車７，１２が逆方向に回転すれば、
関節部材１４は関節部材１５に対して動作軸１６のまわ
りに回転する。

このように関節部材１４は関節部材１５に対して曲げと
ひねりの２自由度をもつことになる。そして、曲げの動
きに対するＩＪ　ミツト位置は近接センサ１７によって
、原点位置はフォトインタラプタ１８によって検出され
る。また、ひねりの動きに対するリミット位置は近接セ
ンサ１９によって、原点位置はフォトインタラプタ２ｏ
によって検出　　　　′される。

カお、関節部材１４の正確外位置決めを行なうために、
モータ１，２の軸に取付けられたロータリーエンコーダ
２１．２２によって、モータ１゜２の相対的な回転位置
を検出する。

以上のように、差動歯車を用い、１関節に２自由度をも
だせた関節では曲げとひねりの回転が、各モータの回転
の合成で得られるため、各々のモータの回転のリミット
位置は、他のモータの回転位置によって変化する。その
ため、位置検出センサはモータの軸に直接取付けること
ができず、位置検出センサの取付は部が複雑になる。１
だ、位置検出センサとして合計６個が必要となり、部品
点数も多くなる。このような理由から、従来の方法では
関節部の小型化、軽量化、およびコスト面において問題
があった。

発明の目的 本発明は、上記従来の欠点を解消するものである。

５ヘ−シ 発明の構成 本発明は、複数のアクチュエータと、前記、各アクチュ
エータの動力を伝える複数の伝達部と、前記、各伝達部
によって回転力を受ける複数の原動軸と、前記、各原動
軸の回転力を合成し、各動作軸に伝える歯車列からなる
多自由度関節部と、前記、各原動軸の回転位置を検出す
るアブソリュート型センサと、前記センサからの信号に
よって原点位置、リミット位置を演算する演算部とを備
え、部品点数の削減、部品形状の簡単化ができ、関節を
小型化、減量化できるものである。

実施例の説明 以下に、本発明の一実施例について、図面を参照しなが
ら説明する。第２図に本発明の具体的構造の断面図を示
す。この実施例は第１図に示した従来例と同様に差動歯
車を用い、１関節に２自由度をもたせた関節で、従来例
と異なる点はフォトインタラプタや近接センサのかわり
に、原動軸の回転位置を検出するポテンショメータ３９
　、４０を取付け、ポテンショメータ３９．４０の信号
を演算処理することによってリミット位置、原点位置を
検出するという点である。

第２図で各部の動作について説明する。アクチュエータ
として、モータ２３，２４を用いる。まず、モータ２３
のトルクは、プーリー２５．２７、ベルト２６からなる
伝達部によって、原動軸２８に伝達される。同様に、モ
ータ２４のトルクは原動軸３２に伝達される。そして、
原動軸２８　、３２にそれぞれ固定されたかさ歯車３３
．３４によって、関節部材３６に固定されだかさ歯車３
６を動かす。こうして、関節部材３６は関節部材３７に
対して、動作軸を原動軸２８．３２、および軸３８とし
て、２自由度を有する。すなわち、関節部材３６は関節
部材３７に対して、曲げとひねりの動作を行なう。

そして、アブソリュート型センサとしてポテンショメー
タ３９．４０を、平歯車４１，４２゜４３．４４により
、原動軸２８．３２と連動するように取付ける。

なお、関節の正確外位置法めを行なうために、モータ２
３．２４の軸に取付けられたロータリーエンコーダ４５
．４６によって、モータの回転の相対的な回転位置を検
出する。

関節部材３６のリミット位置は、従来例で述べたように
、ポテンショメータ３９，４０の信号をそのまま用いる
ことができず、第３図で示すようにポテンショメータ３
９．４０の信号は演算処理部４７によって、曲げの動き
に対する回転位置、ひねりの動きに対する回転位置に変
換する。そして制御部４８はその値によってモータ２３
　、２４を原点位置に復帰させて、ロータリーエンコー
ダ４５．４６の原点を決めたり、まだ、関節が動作中に
リミット位置になった場合にはモータを停止させるとい
う制御を行なう。

なお、ポテンショメータ３９，４０を、関節部材３６に
取付ければ、演算処理部４７は省くことができるが、こ
の場合は従来例と同様にポテンショメータ３９．４０の
取付けが複雑になってしまう。

発明の効果 このように本発明は、関節の原動軸の回転位置を検出す
るアブソリュート型センサによって、リミット位置、原
点位置を検出するため、部品点数を削減でき、機械構造
が簡単になるので部品加工が容易になる。また、ポテン
ショメータの寿命が長いことから、信頼性が向上すると
いう利点や、リミット位置、原点位置を任意に設定でき
るという利点をもつ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の位置検出装置を備えた差動歯車関節機
構の断面図、第２図は、本発明の一実施例における工業
用ロボットの断面図、第３図は、ポテショメータの信号
を処理する方法を示すブロック図を示す。 １・・・・・・モータ、３，５，８．１０・・・・・・
７’１Ｊ−１４，９・・・・・・ベルト、６，１１・・
・・・・原動軸（動作軸）、７．１２，１３・・・・・
・かさ歯車、１４．１５・・・・・・関節部材、１６・
・・・・・動作軸、１７，１９・・・・・・近接センサ
ー、１８，２０・・・・・・フォトインタラプタ、２１
゜２２・・・・・・ロータリーエンコーダ、２３，２４
・・・・・・９へＳ モータ、２６，２７，２９，３１・・・・・・プーリー
、２６．３０・・・・・・ベルト、２８．３２・・・・
・・原動軸（動作軸）、３３．３４．３５・・・・・・
かさ歯車、３６゜３７・・・・・・関節部材、３８・・
・・・・動作軸、３９．４０・・・・・・ポテンショメ
ータ、４１．４２，４３，４４・・・・・・平歯車、４
５１４６・・・・・・ロータリーエンコーダ、４７・・
・・・・演算処理部、４８・・・・・・制御部。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１烏第１
図 （ｑ　　１６ｆ４ （５ ８ ３ ｑ／７ ５　　　　　　　　　　　／２ ”　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　／／第２
図 ３３　％　　３５４．４．。 ２ ９ ｊ４３ ３３４ ２ ８ １ ７ ６３７ ３ Ｓ 荀 ＠３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 複数のアクチュエータと、前記、各アクチュエータの動
   力を伝える複数の伝達部と、前記各伝達部によって回転
   力を受ける複数の原動軸と、前記、各原動軸の回転力を
   合成し、各動作軸に伝える歯車列からなる多自由度関節
   部と、前記各原動軸の回転位置を検出するアブソリュー
   ト型センサと、前記センサからの信号によって原点位置
   、リミット位置を演算する演算部とを備えだ工業用ロボ
   ット。