JPS59175990A - 工業用ロボツトの関節 - 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 本発明は工業用ロボットの関節に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の工業用ロボットは第１図に示すように、その手首
部分が１関節に１自由度しかもっていなかった。そのた
め、ハンド部の姿勢を制御するためには３自由度、すな
わち３関節を必要とした。

このような手首構成では３自由度の軸線は１点で交わら
ず、制御アルゴリズムが複雑になるという問題や、手首
部分の長さが長くなることにより、ハンド位置の計算誤
差が拡大されるという問題が生じていた。また、手首部
分の長さが長くなることは、ハンド部位置も指定した時
のハンド部姿勢が限られてくるという点で不利である。

寸た、工業用ロボットの手首以外の関節においても、１
関節に１自由度しかもたないため、多自由度の工業用ロ
ボットを構成する際にその自由度数が限られたり、自由
度を増やせば長文化するという欠点かあった。

発明の目的 本発明は、１関節に３自由度をもたせ、交わらせること
によって上記従来の欠点を解消するものである。

発明の構成 本発明は、ベース上にあって上下曲げ軸、左右曲げ軸、
旋回軸の３つの動作軸をもち、それぞれが一点で交わる
ように軸構成された関節と、前記関節を構成し、互いに
回動自在に軸支された関節部材と、前記関節部材を支持
するそれぞれの軸に嵌挿および固定され、前記各間節部
材に動力を伝達する三系統の歯車列と、ベースに取り付
けられ前記歯車列を駆動するアクチュエータとからなシ
、手首関節として用いると制御アルゴリズムの簡素化、
及び計算精度の向上を行なうことができ、またハンド位
置の動作範囲を大きくすることができる。丑だ、腕関節
として用いた場合には、腕の自由度を多くすることがで
き、より複雑な作業に適したロボットを提供することが
可能になる。

実施例の説明 以下に本発明の一実施例を第２〜６図にもとづいて説明
する。

第２図は本発明の実施例における手首装置を工業用ロボ
ットに取りつけた例を示したもので、第３図は、その手
首装置を上方から見た平面図、第４図は手首根本側から
見た正面図、第５図は右側面図、第６図は斜視図である
。

−図において、１．２．３は工業用ロボット４の先端ア
ームに固定され、それぞれ原動軸５，６゜７を駆動する
モータ、８は原動軸５に固定された傘歯車で、動作軸９
に固定された傘歯車１０に回転を伝える。さらに動作軸
１１は動作軸９に直角に交わるように固定されている。

１２は原動軸６に固定された傘歯車で、動作軸９に回転
可能に取りつけられた傘歯車１３’、１４に回転を伝え
る。

なお、傘歯車１３と傘歯車１４は固定されている。

そし、て傘歯車１４は、動作軸１１に回転可能に取りつ
けられた傘歯車１６に回転を伝える。１６は傘歯車１５
に固定された枠で、ハンド部１７に固定された従動軸１
８を動作軸１１中心に回転させるように従動軸１８を支
えている。傘歯車１９は原動軸７に固定され、動作軸９
に回転可能に取り付けられた傘歯車２０．２１に回転を
伝える。なお、傘歯車２０と傘歯車２１は固定されてい
る。

さらに傘歯車２１は動作軸１１に回転可能に取り付けら
れた傘歯車２２．２３に回転を伝える。なお、傘歯車２
２と傘歯車２３は固定されている。

そして傘歯車２３は、傘歯車２４．平歯車２５゜２６を
介して従動軸１８に回転を伝える。

以上のように構成された工業用ロボットの手首装置につ
いて以下その動作を説明する。

まず第２図で示す工業用ロボット４は６自由度を有し、
根本部からの３自由度θ１．θ２．θ３によって主にハ
ンド部の位置を決定し、先端に取りつけられ３自由度（
θ４．θ６．θ６）を有する手首装置によって主に・・
ンド部の姿勢を決定する。そして手首装置は第３図、第
４図、第６図、第６図に示すように、まず、モーターの
回転は傘歯車８゜１Ｑを介して動作軸９に伝えられる。

動作軸１１は動作軸９に直角に交わるように固定されて
いる区 ので、枠１６を介して保持されているハンド部１７は動
作軸９を中心に回転する。つまり・・ンド部を上下に動
作することになる。ｉた、モータ２の回転は傘歯車１２
，１３，１４．１６を介して枠１６を動作軸１１の１わ
りに回転させる。そして枠１６に保持された・・ンド部
１７は動作軸１１のまわりに回転する。つ址りハンド部
を左右に動作させることになる。次にモータ３の回転は
傘歯車１９゜２０．２１．２２，２３．２４と平歯車２
５．２６を介して従動軸１８を軸址わりに回転させる。

つ丑シ、−・ンド部１７にひねり動作をさせることにな
る。

発明の効果 以上のよう（て本発明は、１関節に３自由度をもたせた
関節を構成することにより、手首関節として用いた場合
手首部分の長さを短縮することができ、３自由度の軸線
を一点に交わらせることができるので、径路制御匠おけ
る）・ンド位置、姿勢から各関節位置への変換アルゴリ
ズムが簡単化され、計算精度を大幅に向上することがで
きる。また、手首部分の長さが短かくなることにより、
ハンド位置を指定した際にハンドの取り得る姿勢が多く
なるという利点ももつ。そして、腕関節として用いた場
合は、腕の自由度を増やすことが容易になり、柔軟な動
きをするロボットをつくることが可能になる。また、ア
クチュエータをロボットの根不側にもってくることがで
きるので、先端重量を軽くすることができ、アクチュエ
ータの負荷を軽くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の多関節工業用ロボットを示した図、第２
図は本発明の実施例における多関節工業用ロボットを示
しだ図、第３図はその手首部の平面図、第４図は手首根
本側から見た正面図、第５図はその右側面図、第６図は
その斜視図である。 １．２．３・・・・・・モータ、４・・・　・工業用ロ
ボット、５．６．７・・・・・原動軸、８，１０，１２
，１３゜１４．１５，１９，２０，２１，２２，２３．
２４・・・・・・傘歯車、９，１１・・・・・・作動軸
、１６・・・・・・枠、１７・・　・ハンド部、１８・
・・・・従動軸、２５　、２６・・・・・・平歯車。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第２
図 １

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ベース上にあって上下曲げ軸、左右曲げ軸、旋回軸の３
   つの動作軸をもち、それぞれが一点で交わるように軸構
   成された関節と、前記関節を゛構成し、互いに回動自在
   に軸支された関節部材と、前記関節部材を支持するそれ
   ぞれの軸に嵌挿および固定され、前記各関節部材に動力
   を伝達する三系統の歯車列と、ベースに取り付けられ前
   記歯車列を駆動するアクチュエータとからなる工業用ロ
   ボットの関節。