JPS59175989A - マニピユレ−タの手首作動装置 - 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、産業用ロボットのアームを含む各種マニピュ
レータの手首作動装置δに関するものである。

ハンド取付は部材がアーム部材の先端に傘歯車差動装置
を介して直交する２１ＩｌｌｌＩの周りに回転並びに旋
回可能に設けられている手首作動装置は各種産業用ロボ
ットのマニピュレータによく用いられている。従来、こ
の棟の手首作動装置には、アーム部利に固装した直流ザ
ーボモータ等のアクチュエータから前記傘歯車差動装置
の入力軸へベルト又はチェーンを介して動力を伝達する
か、前記傘歯車差動装置の入力軸にアクチュエータを直
結して直１妾動力を伝達する伝動手段が採られていた。

しかし、前者の伝動手段ではベルト又はチェーンが伸び
るので、テンション調整装置を設ける必要があるけかり
て・なく、ベルト又はチェーンの伸びが原因でハンド数
句は部材の動作に誤差が生じ易い問題点バＪ９つた。一
方後者の伝動手段では、アクチュエータが手首作動装置
に付設されるので手首作動装置の所要空間が大きくなり
、このため手醒の動作に制約が生じて狭い空間での作業
が不能であった。

捷た、−上記の手首作動装置は、その傘歯車差動装置の
各傘歯車のバックラッシュに起因して、ノ・ンド取付は
部材の回転並びに旋回動作に誤差を生じ易い欠点があっ
た。

本発明は上述した従来装置の問題点を解決し、精度の高
い手首動作を行なわせ得るマニピュレータの手首作動装
置を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するだめに本発明が講じた技術的手段
は、前記傘歯車差動装置の入力軸と前記アーム部材に固
装した回転形アクチュエータの駆動軸とが自在接手を介
して連動連結されていること、及び前記傘歯車差動装置
の各傘歯車がその支軸に軸方向へ摺動可能に緩嵌される
と共に、噛み合い部で互いに押し合うよう弾性体により
付勢されていることの２点に特徴がある。

本発明によれば、上述のように伝動手段として自在接手
を採用しだから、従来のベルト又はチェーン伝動のよう
に調整装置を全く必要とせず、しかも自在接手そのもの
はアーム部材に内蔵することが可能であるから、手首作
動装置の所要空間を小さくでき、コンパクトに構成でき
る利点がある。

また、傘歯車差動装置の各傘歯車のバクラッシュに起因
する手首動作の誤差がなくなり、精度の高い作業が可能
となる。更に、本発明によれば、自在接手の連結杆の長
さを加減するだけで駆動装置となる回転形アクチュエー
タをアーム部材の後方部に配置することが簡単にできる
ので、アーム部材の旋回軸周りのバランスが取り易く、
したがってアーム部材の慣性力を小さくでき、これによ
ってアーム部材の旋回動作をきわめてスムーズにできる
効果がある。

以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。図
面は本発明をハンドリングロボットに適用した例を示し
ており、１はベース、２はベース１に立設した筒状の支
柱で、該支柱２には垂直軸の周りに回動可能な支持軸Ｓ
が嵌装保持され、支持軸３の上端に下腕４の下端部が旋
回軸５を介して旋回可能に連結されている。下腕４の」
一端部には上腕取付は台６が旋回軸７を介して連結され
ている。上腕８は取付は台６に回転可能に支承され、取
付は台６の後方部に固装した直流サーボモータ９により
その軸芯の周りに回転せし、められるようになっている
。

上腕８は円筒体からなり、先端にはノ・ンド取付は部材
１１を備えた手首１０が取り付けられ、後端には手首１
０を作動するだめの直流サーボモータ１２が２台（図面
には１台のみ示されている）固装されている。直流サー
ボモータ１２は上腕８の旋回軸７周りのバランスをとる
だめ、旋回軸７より後方へ突出させて配置される。

手首１０、は、２ｇ２図に示すように、平面からみて口
字形の取付枠１３と、該取付枠１３に組み込んだ傘歯車
差動装置１４とにより構成されている。

取付枠１３は上腕８の先端に固着された基部１５と両側
壁１６．１６とからなり、基部１５に２本の入力軸１７
．１７が貫通状態で軸受ｉｓ、ｉｓを介して軸支されて
いる。

各入力軸１７の後端は上腕８に貫通状態に傾斜して配設
した連結杆１９の先端に自在接手２０を介しで連動連結
されている。連結杆１９の後端は自在接手２０を介して
直流サーボモータ１２の回転１１ｉｌＩ１２１に連動連
結されている。各入力軸１７の先端には傘歯車２２が軸
方向へ摺動可能にギー止めされ、該入力ｑＩｉＩ１１７
に嵌装した餌ばね２３の抑圧作用で噛み合い側へ伺勢さ
れている。

・・ンド（図示せず）の振り（旋回）の中心となる支持
軸２４は中央部にクロスヘッド２６を有し、その両側に
緩装された一対の大傘歯車２６と小傘歯車２７のうち大
傘歯車２６を介して間接的に両側壁１６．１６に軸架さ
れ、上腕８の軸芯と直交状態に配設される。大傘歯車２
６はコロ軸受２θを介して５ｉ＋１壁１Ｇに支承され、
傘歯車２２と噛み合っている。大傘歯車２６と小傘歯車
２７はビ／２９及びボルト３０で互いに結合されており
、かつ支持軸２４の軸端外周に嵌装した押しはね３１の
作用で噛み合い側へ付勢されている。したカニつて、大
傘歯車２６と傘歯車２２は互いに押し合ってバンクラッ
シュのない状態に噛み合わされる。

ハンド作動軸３２は、支持軸２４のクロスヘッド２５に
貫通して軸支され、支持軸２４に対して直交している。

該ノ・ンド作動軸３２の後端には抜は止め用の鍔部３３
を有し、中間部に両手傘歯車２７．２７に噛み合う傘歯
車３４がキー止めされると共に、先端部に・・ンド取付
部材１１が嵌着固定される。そして、鍔部３３とクロス
ヘッド２５の間に介装した皿ばね３５の作用で傘歯車３
４力；噛み合い側へ付勢され、両側の小傘歯車２７．２
７とバックラッシュの々い状態に噛み合わされている。

図中、３６はノ・ンド作動軸３２の回転並びに振り角度
（旋回角度）を制御する円盤で、取付板３７を介して大
傘歯車２６に連結され、円盤３６の回転角度を側壁１６
に付設した近接スイッチ３８で検出するように構成され
ている。

次に、上記構成からなる手首１０の動作を説明する。直
流サーボモーフ１２により２本の入力軸１７．１７を同
一方向に回転せしめると、傘歯車２２．２２に噛み合う
両側の大傘歯車２６　、２６と両手傘歯車２７．２７が
互いに逆方向に回転し、両手傘歯車２７．２７に噛み合
う傘歯車３４が自転する。したがって、・・ンド作動軸
３２がその軸芯の周りに回転して、ハンド取付は部材１
１に装着した・・ンド（図示せず）を回転させる。そし
て入力軸１７．１７の回転方向を変えると、ハンド作動
軸３２が逆回転する。

而して、２本の入力軸１７．１７を互いに反対方向へ回
転させると、両側の大小傘歯車２６．２７が同一方向へ
回転するので、傘歯車３４は両手傘歯車２７，２了の周
囲を公転する。その結果、ハンド作動軸３２が支持軸２
４の周りに旋回し、ハンド取付は部材１１に装着した・
・ンドが振り（旋回）動作を行なう。そして入力軸１了
、１７の回転方向を互いに変えると、ハンドの旋回方向
が逆向きになる。

なお、上記の実施例では、本発明をハンドリングロボッ
トの手首作動装置について説明しだが、本発明は各釉自
動搬送装置その他のマニピュレータに応用できること勿
論である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は本発明の手首
作動装置を備えたノ・ンドリングロ７１クツトの一部切
欠正面図、第２図は同要部の拡大横断平面図である。 ８・・・・・・・・上　腕（アーム部材）１０・・・・
・・手　　首１１・・・・・・ノ・ンド取付は部材 １２・・・・・・直流サーボモータ（回転形アクチュエ
ータ）１３・・・・・・手首取付枠　　　　　１４・・
・・・・傘歯車差動装置１７・・・・・入力軸　　　１
９・・・・・・連結杆２０・・・・・・自在接手 ２３．３１．３３・・・・弾性体 ２４・・・・・・支持［Ｉ！ｉｌ］３２・・・・・・・
ンド作動軸特許出願人　　日本シスコン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　アーム部材の先端に固着された手首取付枠に傘歯
   車差動装置を介して直交する２軸の周りに回転並びに旋
   回可能に設けられだノ・ンド取付は部材ヲ有するマニピ
   ュレータの手首装置であって、前記傘歯車差動装置の入
   力軸と、前記アーム部Ａオに固装した回転形アクチュエ
   ータの駆動軸と力は自在接手を介して連動連結されてい
   ること及び前言己傘歯車差動装置の各傘歯車がその支軸
   に軸方向へ摺動可能に緩装されると共に、噛み合い部分
   で互いに押し合うよう弾性体により付勢されていること
   を特徴とするマニピュレータの手首作動装置。 シ、前記傘歯車差動装置の入力軸が２本であって、各入
   力軸が個別の回転形アクチュエータに連動連結されてい
   る特許請求の範囲第１項記載の手首作動装置。 ３、前記回転形アクチュエータが直流サー月ζモータで
   ある特許請求の範囲第１項又は第２項記載の手首作動装
   置。