JPS59214593A

JPS59214593A - ロボツトの手首装置

Info

Publication number: JPS59214593A
Application number: JP8570083A
Authority: JP
Inventors: 寛奥村
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1983-05-18
Filing date: 1983-05-18
Publication date: 1984-12-04

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】本発明はロボットの手首装置、特に６軸回転動作型産業
用ロボットに好適な手首装置に関する。

産業用ロボットの手首装置は極力小型で、動作範囲が広
い事が要求される。

従来、第１図に示すように、第１の動作軸の回転中心線
（０１）と第２の動作軸の回転中心線ω３）とをオフセ
ットしたものが提案されたが、これは第２の動作軸の回
転中心線（０２）まわりの揺動部材（０７）の揺動範囲
（即ち作動範囲）は広いが、回転中心ｍ　（ｏｉ）と（
０３）とをオフセットしているため、手首装置が大型と
なるのみならず、腕（０４）の先に取り付けられるハン
ド等１ｍを位置決めし或いは心動する場合、意図しない
動作軸（ロボット本体側の動作軸や他の手首＠）駆動い
てしまう為、狭隘な個所での手首動作等に障害が生ずる
とか、教示操作時に・・ンド等ωピが対象物と干渉しな
い様にする為ダミーポイントを設ける必要があるとかの
不具合が生ずる。

なお、第１図において、（０５）は入力軸、（０６）は
ハンドが取り付けられる先端部材、（０１０）は手首部
本体を示す。かかる不具合を解消するため、第２図に示
すように、第１と第６の動作軸の回転中心線（０１）と
（０３）を同一としたものが提案されたが、これは第２
の動作軸の回転中心線（０２）まわりに揺動部材（０７
）を揺動させる場合、歯車（０８）が０９）と衝突して
干渉するので、揺動範囲が狭い（正・負方向各９０°位
）という不具合がある。

一方、第６図に示すように、第２の動作軸の回転中心線
（０２）を第１の動作軸の回転中心線（０１）及び第６
の動作軸の回転中心線（０３）に対し斜めにしたものが
提案されたが、これは比較的小屋で、かつ、その動作範
囲も広いが第２の動作軸の回転中心線ω２）が他の中心
線（０１ＸＯ３）に対し傾斜しているので教示操作に於
て手首の指向する方向を変化させるには２つ又は６つの
動作軸を動作させる必要が有り、面倒な操作を要求され
、これを解消する為には演算等の複雑な制御をする必要
が有るという不具合がある。なお、第２図及び第６図に
おいて、第１図と同じ部材には同じ符号が付されている
。

本発明は上記不具合′に対処するもので、ロボットの腕
（１）の先端に回転自在に支持された手首部本体（１３
）と、該手首部本体（１３）に支持され手首部本体（１
３）の回転軸０１）に直交する軸線（２２）まわりに揺
動自在な揺動部材（１５）と、該揺動部材（１５）に支
持され上記手首部本体（１３）の回転軸（２１）、を含
む面内において該揺動部材（１５）の揺動軸線（２２）
に直交する軸線（２４）まわりに回転自在な先端部材（
１２）を具えたものにおいて、上記先端部材（１２）を
回転させる動力により駆動され上記揺動部材（１５）の
揺動軸線（２２）まわりに回転可能に軸支された傘歯車
（８）と、同傘歯車（８）の内側に切られた内歯（１４
）と噛合し、上記揺動部材（１５）の揺動軸線（２２）
と所定間隔を隔７ててこれと平行する軸線（２３）まわ
りに回転可能に軸支されたピニオン（９）と、同ピニオ
ンと同軸で１体とされた傘歯車（１のと、同傘歯車（１
０）と噛合し先端部材（１２）と同軸で１体とされた傘
歯車０１）を具えたことを特徴とするロボットの手首装
置に係り、その目的とするところは小型で、かつ、動作
範囲の広いのみならず教示操作が容易で、扱い易い手首
装置を提供するにある。

本発明においては、ロボットの腕の先端に回転自在に支
持された手首部本体と、該手首部本体に支持され手首部
本体の回転軸に直交する軸線まわりに揺動自在な揺動部
材と、該揺動部材に支持され上記手首部本体の回転軸を
含む面内において、該揺動部材の揺動軸線に直交する軸
線まわりに回転自在な先端部材を具えているので、手首
部本体の回転軸（即ち、第１の作動軸）と揺動部材の揺
動軸（即ち、第２の作動軸）とが直交し、かろ、揺動部
材の揺動軸と先端部材の回転軸（即ち、第６の作動軸）
とが直交し、上記第１、第２、第３の６つの作動軸の回
転中心線が１点で交差することとなる。従って、第２図
に示すものと同様手首装置を小型化できると同時に、交
差点を中心とした球状扇形の任意の方向に先端部材を指
向させることができ、かつ、その動作が直交座標を基準
とじて行なわれる為教示操作が容易で扱い易いという利
点を有するのみならず、上記先端部材を回転させる動力
により駆動され上記揺動部材の揺動軸線まわりに回転可
能に軸支された傘歯車と、同傘歯車の内側に切られた内
歯と噛合し、上記揺動部材の揺動軸線と所定間隔を隔て
てこれと平行する軸線まわりに回転可能に軸支されたピ
ニオンと、同ピニオンと同軸で１体とされた傘歯車と、
同傘歯車と噛合し先端部材と同軸で１体とされた傘歯車
とを具えているので、揺動部材を揺動させるための歯車
の噛合中心点と先端部材を回転させるための歯車との噛
合中心点とがずれるので、揺動部材の揺動範囲、即ち作
動範囲を第２図に示すものより格段に大きくすることが
できる。

本発明の更に他の目的と利点は、第４図に示す本発明の
実施例についての説明により明らかとされる。

第４図において、四ポットの腕（１）の内部に配置され
た６本の入力軸中、第１の入力軸（２）の回転は、腕（
１）の先端に回転自在に支持された手首部本体（１３）
を入力軸（２）の回転中心線（２１）まわりで回転動作
（第１の回転）させる。第６の入力軸（３）は、第１の
入力軸（２）と同心にその内部に配設され、第６の入力
軸（３）と同心の傘歯車（４）及びこれに噛合する傘歯
車（５）を介し揺動部材（１５）を第１の回転中心線（
２１）と直交する第２の回転中心ＩＮ　（２２）まわり
に揺動（第２の回転）させる。

第１の入力軸（１）と第６の入力軸（３）との間にこれ
らと同心に配設された第２の入力軸（６）の回転は、同
人力軸（６）と一体をなす傘歯車（７）と噛合する第２
の回転中心線（２２）上に配された傘歯車（８）を介し
、傘歯車（８）の内側に切られた内歯（１４）により、
第２の回転中心線（２２）と平行な軸線（２３）上に配
設されたピニオ／（９）を回転させ、ビニオン（９）と
同軸でこれと１体とされた傘歯車（１０）により、第２
の回転中心線（２２）と直交し、第１の回転中心線（２
１）を含む面内にある軸ｇＮ　（２４）上に有る傘歯車
（１１）を回す車により、先端部材（１２）を回転（第
６の回転）させる。これら回転力伝動用部材は手首部本
体（１３）の内側に配置されている。

か（して、第１の入力軸（２）の回転により、手首部本
体（１３）は第１の回転中心線（２１）上で第１の回転
を行なう。第６の入力軸（３）の回転により、揺動部材
（１５）は第１の回転中心線（２１）と直交する第２の
回転中心線（２２）まわりにＭ２の回転揺動を行なう。

第２の入力＠（６）の回転により先端部材（１２）は第
２の回転中心線（２２）と直交する第６の回転中心ｔ！
　（２４）まわりに第６の回転を行なう。

手首部本体（１３）の第１の回転及び先端部材（１２）
の第３の回転は、いずれも構造上の制約がない為、エン
ドレスに回転する事が可能となる。揺動部材（１５）の
第２の回転については、第２の回転の為の伝達両車（４
）（５１の噛み合中心点と第６の回転の為の伝達歯車（
ＩＯＸＩＩ）の噛み合中心点とがずれている為、揺動部
材（１５）の第２の回転に際し歯車（４）と（１１）の
衝突干渉を避は揺動範囲即ち動作範囲を正・負方向各１
５０°位まで広くとる事が出来る。

又、各回転中心線（２１）（２２）（２４）が１点（２
５）で交差している為、その点（２５）を中心とした球
状扇形の任意の方向に先端部材（１２）を指向させる事
が出来る。と同時に、各回転中心線（２１８２２Ｘ２４
）が互いに直交している事により各回転動作が直交座標
を基準に行なわれる為操作者に理解し易く、扱い易い装
置となる。

又、各回転力伝達用の歯車等の部材が手首部本体（１３
）の内側に配置されている為、コンパクトで、かつ、手
首先端に装着されるハンド部分への配線、配管類を引っ
掛けたりする様な干渉がなく、安全な、手首装置となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第６図はそれぞれ従来の手首装置の略示的
断面図、第４図は木兄り」の１実施例を示す断面図であ
る。腕・・・（１）、手首部本体・・・（１３）　、揺動部
材・・・（１５）、先端部材・・・（１２）、傘歯車・
・・（８）（ＩＯＸＩＩ）、ビニオン・・・（９）、内
歯・・・（１４）。復代理人　弁理士開本重文他２名第１図第３置第４図

Claims

【特許請求の範囲】

日ポットの腕（１）の先端に回転自在に支持された手首
部本体（１３）と、該手首部本体（１３）に支持され手
首部本体（１３）の回転軸（２１）に直父する軸線（２
２）まわりに揺動自在な揺動部材（１５）と、該揺動部
材（１５）に支持され上記手婁ｈ＝　（１３）の回転軸
０１）を含む面内において該揺動部材（１５）の揺動相
１線Ｃ２２）に直交する軸ｉ　（２４）まわりに回転自
在な先端部材（１２）を具えたものにおいて、上記先端
部材（１２）を回転させる動力により駆動され上記揺動
部材（１５）の揺動軸ｍ　（２２）まわりに回転可能に
軸支された傘歯車（８）と、同傘歯車（８）の内側に切
られた内＃　（１４）と噛合し、上記揺動部材（工５）
の揺動軸線（２２）と所定間隔を陥ててこれと平行する
軸＃　（２３）まわりに回転可能に軸支されたピニオン
（９）と、同ピニオンと同軸で１体とされた傘歯車（１
ｏ）と、同傘歯車（１０）と噛合し先端部材（１２）と
同軸で１体とされた傘歯車（１１）を具えたことを特徴
とするロボットの手首装置。