JPS59209791A - 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部に関するものである。

従来例の構成とその問題点 現在、工業用ロボットの関節部を、駆動させるアクチュ
エータとして、電動モータが多く用いられているが、電
動モータの欠点としてあまり大きなトルクを得ることが
できない。これに対して関節部の回転というのは、低回
転、高トルクを必要とするので、関節部を、駆動さぜる
ためには高い減速比をもつ減速機を介して駆動させる必
要がある。

従来、その減速機として用いられているものに、ハーモ
ニックドライブ型減速機構や、歯車列によってアクチュ
エータの回転力を一系統で伝え、その歯数比によって減
速を行なう減速機構がある。

ハーモニックドライブ型減速機構は、コンノくクトに関
節を構成することができる利点をもつか、欠点としてフ
レキシブルな歯車を用いているため、関節の剛性が弱く
ロボットの機構的な固有振動数が低くなり、ロボットの
振動発生要因となるという問題がある。−１だ、入力軸
にだ円型の軸を用いているので、組立時の軸の偏心によ
って性能か落ち、これを防ぐために高い組立精度を必要
とするという問題点がある。

一方、歯車列を用い、一系統で回転力を伝える減速機構
では高い減速比を得ようとすれは大きな山数比か必要と
なり、その結果コンノζクトな関節を構成することは困
難である。

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り、剛性
の高い関節部をコンパクトに構成することができるもの
である。′ 発明の構成 本発明は、入力軸に固定されたかさ歯車と、前言己かさ
南東の回転力を伝達するかさ歯車、平歯車からなり、互
いに最終面転数が異なる二系統の歯車列と、前記二系統
の歯屯列の回転を合成し、出力１！１１＋に伝えるかさ
山車とから構成された差動減速機構と、前記差動減速機
構の入力軸と連結されたアクチュエータ部を固定し、出
力軸を回動自在に保持する固定側関節部材と、前記出力
軸に固定されだ従動側関節部材とからなり、前記差動減
速機構の出力軸を関節回転軸とする関節部とから構成さ
れ、歯車列を用いることにより高い剛性の関節を構成す
ることができ、捷だコンパクトに関節部を構成すること
かできるものである。

実施例の説明 以下に本発明の一実施例を図にもとづいて説明する。図
は本発明の一構成例を示した略図で、１は固定側関節部
材、２は従動側関節部材で、従動側関節部材２は固定側
関節部材１に対して曲げ動作を行なうことができるよう
に軸３で支持されている。４は従動側関節部材を動作さ
ぜるためのアクチュエータで、固定側関節部材に固定さ
れ、かさ山車５を回転さぜる。かさ歯車５に対してかさ
沫１車６，７がかみ合っており、°かさ［東軍６．７は
それぞれ固定側関節部材に固定された軸８を中心　　　
　　　いに独立に回転する。そしてかさ歯車６に平歯車
９が、かさ歯車了に平歯車１０がそれぞれ固定されてい
る。−１１７山車９は平歯車１１とかみ合い、平歯中１
１は１ＩＩｌｌ１３を中上・に回転し、さらに平歯車１
１に固定されたかさ山車１２を回転させる。同様に・Ｉ
／−山車１０（Ｉ：ｉ゛ｌ／−１車ｊ中１３とかみ合い
、平ｊ頒車１３は１１１１１３を中心に回’ｌ’ｔｒ　
Ｌ、平歯車１３に固定されたかさ歯ｉ１ｉ、　１４を回
転さぜる。そして、かさ１′＃車１２．１４に対してか
さ歯ｉＸ、１５，１６がかみ合っており、かさ歯車１５
．１６は軸３に垂直に固定されている軸１７を中心に回
転する。

以下にその動作について説明する。アクチュエータ４に
よって回転されるかさ歯車５の運動は、かさ歯車６，７
によって２つの経路に分けられる０１ず、かさ歯車６の
回転は平歯車９、平歯車１１を介してかさ山車１２を回
転させる。次にかさ歯上７０回転は・１侑相車１０．モ
ミ東軍１３を介してかさ山車１４を回転させる。このと
き、かさ歯車１２゜とかさ１′４′、１車１４０回転数
が同じであれば１．その回１１ｖ！の向きは逆であるの
で、かさ歯車１５．１６は＋１′Ｉに軸１７を中心に回
転する。しかし、平歯車９゜１１の１゛４・１数比と平
歯車１０．１３の山数比をわずかに変えておけば、かさ
歯車１２とかさ歯車１４の回転数にわすかな違いが生じ
、その回転数の差の半分だけ軸１７は軸３を中心に回転
することになる。ここで軸１了は軸３に固定され、軸３
は従動側関節部材２に固定されているので、結局、従動
側関節部材２は軸３を中心に回転することになる０ 上記構成の関節部において各歯車の山数をＺｉ（ただし
、ｌは図における歯車の番号を表わす。）とするとアク
チュエータ４の回転を従動側関節部材に伝える際の減速
比は 例えば、 Ｚ５＝１５　、Ｚ６＝４５．Ｚ９＝３０　、Ｚ１１＝６
０　。

Ｚｌ。−２９，Ｚ１３−６１とすれば減速比は）７７と
なる。

発明の効果 このように本発明ばかさ歯車による差動減速機構を用い
て高い減速比を得ることによって、コンパクトな関節部
を構成することかできる。壕だ、山ｌｊによる減速を行
なっているので、関節部の剛（（，１を高くすることか
でき、関節の剛性不足による振動を抑えることかできる
。さらにその構造上、バックラッシュ取りを比較的簡単
に行うことができるという特徴も有している。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例における工業用ロボットの関節部
を示した略図でトる。 １・・・・固定側関節部材、２・・・・従動側関節部材
、３．８，１７・・・・・軸、４・・・・・アクチュエ
ータ（モータ）、５　、６　、７　、１２　、１４−　
、’　１５　、１６・・・・・かさ山車、９，１０，１
１．’１３・・・・・平歯車。 代耶人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名４８
５−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 互いに関節回動軸中心に回動自在に保持された第−関節
   部４２．及び第二関節部材と、前記第一関節部材に固定
   されたアクチュエータと、前記アクチュエータの回転軸
   に固定された第一のかさ歯車と、前記第−及び第二関節
   部材を保持する関節回動軸と同心的かつ回動自在に配設
   された第二、第三のかさ山車と、前記第−のかさ歯車の
   回転を二系統で伝達し、前記第二、第三のかさ歯車を互
   いに逆同転させるとともに回転数差が発生するよう伝達
   する伝達機構と前記第二、第三のかさ歯車にかみ合い、
   自らは自転しながら、第二、第三のかさ歯ｊ１１の回転
   数差によって、関節回動軸重わりを・公転する第四のか
   さ歯車ど、第四のかさ歯車を回転自在（・て保１’＝ｉ
   シ、第四かさ］前車の公転を第二−関節部Ｉ′Ａに伝達
   する保持部とから構成される工業用口ぼル ポノト関節。