JPS594276B2

JPS594276B2 - マニピユレ−タ・ア−ム

Info

Publication number: JPS594276B2
Application number: JP9007079A
Authority: JP
Inventors: 陸雄林; 昌幸本橋
Original assignee: Meidensha Corp
Current assignee: Meidensha Corp
Priority date: 1979-07-16
Filing date: 1979-07-16
Publication date: 1984-01-28
Also published as: JPS5615996A

Description

【発明の詳細な説明】この発明は、複数個の関節部を連接して構成したマニピ
ュレータ・アームに関するものである。

５この種のマニピュレータ・アームにおいては、〒般
に、駆動装置をアームの基部（肩部）に装着して、各関
節部と駆動装置とをベルトやロープを介して連動連結す
ることにより、各関節部を回動作動あるいは折曲げ作動
することができるようにｉ０なつている。

しかしながら、この構成の場合にはつぎのごとき欠点が
あつた。すなわち、アームの軸方向に対して直交する方
向（垂直方向）に回動軸を設けた、いわゆる折曲げ関節
においては、ベルトやローブを適宜に懸回することによ
シ連続的ｉ５に接続することは可能であるが、アーム軸
を回動軸とする、いわゆる回動関節と前記折曲げ関節と
を交互に連続して接続することは不可能であつた。また
、これら動力伝達用ベルトやロープのために、マニピュ
レータ・アームの構成がきわめて複雑と！０なり）高
価なものとなるばかわでなく、保守、点検作業が煩しく
、しかもコンパクト化が妨げられていた。この発明は、
上記従来の問題に鑑みなされたものであつて、回動関節
と折曲げ関節とをきわめて・５簡単な構成でかつきわ
めて容易に交互に連接することができるように構成して
、マニピュレータ・アームの操作範囲の自由度を拡大さ
せるとともに、スマート、かつコンパクトにしたマニピ
ュレータ・アームを提供しようとするものである。

以下、図”０面を用いてこの発明の実施例について詳
細に説明する。第１図において総括的に１で示すのは、
架台２に装着して設けたマニピュレータで、マニピュレ
ータ・アーム３を基台部４に装着して設けてある。

■５マニピュレータ・アーム３は、複数の関節部５、
６、７、８を互に連接して構成してあわ、この関節部５
、６、Ｔ、８は、回動作動をする関節部５、ｒと折曲げ
作動をする関節部６，８との２種類の関節部により構成
してある。この関節部の数は必要に応じて増減できるも
のである。マニピユレータ・アーム３の先端部には、被
作動物９を把持するための指部１０が装着し−Ｃ設けて
ある。前記回動関節部５，７と折曲げ関節部６，８は、
例えば第２図において示すごとく構成して設けてある。
すなわち、図に訃いて１１で示すのは、回動関節部５を
回動１駆動するための駆動装置で、例えは第３図におい
て示すごとく、１駆動部本体１２と出力軸部１３訃よび
回転検出器１４等より構成してある。出力軸部１３は、
軸受１５を介して支承されており、必要に応じて駆動部
本体１２内に内装された減速装置によジ、適宜に減速回
転されるようになつている。なお、１６で示すのは配線
ダクト、１７で示すのは取付用孔である。駆動部本体１
２は、基台部４と接続した固定部１８に固定して設けて
あり、一方、出力軸部１３には、被回動関節部であると
ころの中空の第１外被筒１９がボルトのごとき締結具２
０を介して固定して設けてある。第１外被筒１９は、そ
の外径の大きさを固定部１８の外径と略同径に形成して
設けてあるとともに、固定部１８と同一軸線上に連接し
て設けてあり、その内周面部には、出力軸部１３を取如
付けるための取付台２１が設けてある。第１外被筒１９
における固定部１８との接続部には、弾性部材よりなる
シール部材２２が介装して設けてある。接続部と反対の
第１外被筒１９の他端側には、第４図，第５図において
示すごとく、折曲げ関節６，８の駆動装置２３を後述す
るごとく支持すべく折曲げ関節の固定側ケーシングとな
る支持台２４が連設されている。すなわち、第１外被筒
１９の他端側には、この外被筒１９の外径とほぼ等しい
直径の半球状にしてかつその平面と直交する方向（第４
図において上下方向）へ貫通する孔２５有する支持台２
４を、その平面が第１外被筒１９の軸線を含む平面と一
致するがごとくして連設してある。そして、支持台２４
には、折曲げ作動用の駆動装置２３における駆動部本体
２６を孔２５に嵌挿するとともに、支持台２４に設けた
取付孔２７に螺入されるボルトのごとき締結具２８を介
し固定自在に設けてある。したがつて、支持台２４に装
着される駆動装置２３は、駆動装置１１と直交する方向
に配設されることになる。前記駆動装置２３は、駆動装
置１１と略同一の構成にして設けてあり、出力軸部２９
は軸受３０を介して支承されるとともに、必要に応じて
駆動部本体２６内に内装された減速装置により適宜に減
速回転されるようになつている。

３１で示すのは回転検出器、３２で示すのは配線ダクト
、３３で示すのはカバーである。

前記出力軸部２９は、第１外被筒１９の回動方向と直交
する方向、すなわち折曲げ作動方向に回動自在になつて
いるが、この出力軸部２９には、前記第１外被筒１９に
お゛ける支持台２４と対応して折曲げ関節６，８の可動
側ケーシングとなる支持台３４を備えた第２外被筒３５
が、この支持台３４を介し嵌装されるとともにボルトの
ごとき締結具３６を介して固装されている。

支持台３４は、例えば第６図，第７図において示すごと
く、第１外被筒１９の支持台３４と同形状に形成される
とともに、その平面が第２外被筒３５の軸線を含む平面
と一致するが如くして第２外被筒３５の一連に連設され
て訃只その内面に設けた取付台３７に前記折曲げ作動用
の駆動装置２３の出力軸部２９が締結具３６によジ固定
されているものである。したがつて、第２外被筒３５は
、，駆動装置２３の作動により第１外被筒１９に対して
折曲げ作動自在となつている。取付台３７は、第６図に
おいて示すごとく、内周面全周に対して適宜角度θに形
成して設けてある。なお、３８で示すのは取付用の孔、
３９で示すのは、第１外被筒１９と第２外被筒３５との
接合部をシールするシール部材、４０で示すのは配線用
の孔、４１で示すのはカバーである。第２外被筒３５は
、支持台３４を出力軸部２９に固装した際には、第１外
被筒１９の軸心と同一軸心となるように構成して設けて
あるとともに、第２外被筒３５の中空内周部には、第３
外被筒４２を回動作動させるための駆動装置４３を支持
自在の取付台４４が設けてある。駆動装置４３の構成は
駆動装置１１の構成と略同一であるので、その詳細な説
明を省略するが、４５で示すのは駆動部本体、４６で示
すのは軸受４７を介して支承された出力軸部、４８で示
すのは回転検出器、４９で示すのは配線ダクト、５０で
示すのはボルトのごと侭締結具、５１で示すのは配線用
の孔である。以上の構成によれば、第１，第２外被筒１
９，３５およびこれらに連設される固定部１８、第３外
被筒４２がそれぞれ駆動装置１１，４３と相俟つて回動
関節部５，７となｂ１また第１外被筒１９の支持台２４
および第２外被筒３５の支持台３４が駆動装置２３と相
俟つて折曲げ関節部６，８となる。

すなわち、２種の外被筒１９，３５を連接することによ
り、回動関節部６とを構成することができるものであり
、したがつてこの２種の外被筒１９，３５を１ユニツト
として順次連接すれば、回動関節部と折曲げ関節部とを
交互に有するマニピュレータ・アーム３が得られること
になる。また、回動作動用あるいは折曲げ作動用の駆動
装置１１，４３，２３はユニツト化されており１しかも
これらの各駆動装置１１，４３，２３はすべて内装され
る構成であるので、マニピユレータ・アーム３の構成を
スマートかつコンパクトにすることができる。特に、配
線は、各外被筒１９，３５内に設けた配線用の孔４０，
５１を経てすべて処理できるので、配線が外部に露出す
ることはなく、したがつて、配線が作業中に外部の被作
業体とからみ合つたりするトラブルが防止でき、マニピ
ユレータ１による作業性訃よび作業の安全性がより向上
するものである。また、マニピユレータ・アームの組立
はすべて外部にて行なうことができるので、各関節部の
取付け、取外し作業が容易になるとともに、カバー３３
，４１の付設により１関節部内の保守，点検作業がきわ
めて容易になるものである。また、各外被筒１９，３５
の加工は、通有の旋盤，ボール盤，スロツタ一等によジ
行なうことができるので、特殊加工は一切不要である。
また、各関節部に訃ける接続部にシール部材２２，３９
を介装してあるので、外部からの塵埃等の侵入を防止で
きる。さらに、１個の外被筒１９内に回動作動用の１駆
動装置１１，折曲げ作動用の駆動装置２３を装着するこ
とによつて、回動作動折曲げ作動を行なうことができる
ものであるから、各関節部の構成がきわめてシンプルに
なるとともに、マニピユレータ・アームにあ゛ける操作
範囲の自由度が拡大できるものである。な卦、この実施
例においては、折曲げ関節部と回動関節部とを直交させ
て設けてあるが、任意の角度に設定して設けることがで
きるものである。

また、回動関節部と折曲げ関節部とは常に一対に連接し
て構成しなくともよく、各外被筒における駆動部の取付
構造によ虱種々変更して所望の作動範囲を有するマニピ
ユレータ・アームを得ることができるものである。以上
の如く本発明は、軸受を介し駆動部本体の外周に嵌装し
てなる第１駆動装置の出力軸部が一端側に挿着される第
１外被筒の他端側にこの外被筒の外径と―ぼ等しい直径
の半球状にしてかつその平面と直交する孔を有する支持
台をその半面が第１外被筒の軸線を含む平面と一致する
が如くして連設し、第２外被筒の一端側に前記支持台と
同形状の支持台をその平面が第２外被筒の軸線を含む平
面と一致するが如くして連設するとともに、この第２外
被筒の他端側に出力軸部を軸受を介し外周に嵌装してな
る第２駆動装置の駆動部本体を挿着し、前記第１外被筒
の支持台の孔に出力軸部を軸受を介し外周に嵌装してな
る第３、駆動装置の駆動部本体を挿着するとともに、第
３駆動装置の出力軸部を第２外被筒の支持台の孔に挿着
したものであるから、このユニツトを順次連接すること
により回動関節部と折曲げ関節部とを交互に有する多関
節マニピユレータ・アームを容易に得ることができる。

また、各駆動装置の出力軸部を軸受を介して駆動部本体
の外周に嵌装したことも相俟つて回動関節部の軸方向寸
法を大幅に縮小することができるとともに、相隣る回動
関節部間に位置する折曲げ関節部の外径寸法を低減する
ことができ、マニピユレータ・アームをきわめて人間の
腕に近似したスマートかつコンパクトなものとし得、ひ
いては操作範囲の自由度大なるマニピユレータ・アーム
を得ることができる等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係るマニピユレータ・アムを備え
たマニピユレータの説明図、第２図はこの発明に係るマ
ニピユレータ・アームの要部の断面説明図、第３図はこ
の発明の要部の断面説明図、第４図，第５図はそれぞれ
この発明の要部の側断面説明図，底面図である。第６図，第７図はそれぞれこの発明の要部の平面説明図
、側断面説明図である。１１・・・駆動装置、１３・・
・出力軸部、１９・・・第１外被筒、２３・・・駆動装
置、２６・・・駆動部本体、２９・・・出力軸部、３５
・・・第２外被筒。

Claims

【特許請求の範囲】

１軸受１５を介し駆動部本体１２の外周に嵌装してな
る第１駆動装置１１の出力軸部１３が一端側に挿着され
る第１外被筒１９の他端側にこの外被筒１９の外径とほ
ぼ等しい直径の半球状にしてかつその平面と直交する孔
２５を有する支持台２４をその平面が第１外被筒１９の
軸線を含む平面と一致するが如くして連設し、第２外被
筒３５の一端側に前記支持台２４と同形状の支持台３４
をその平面が第２外被筒３５の軸線を含む平面と一致す
るが如くして連設するとともに、この第２外被筒３５の
他端側に出力軸部４６を軸受４７を介し外周に嵌装して
なる第２駆動装置４３の駆動部本体４５を挿着し、前記
第１外被筒１９の支持台２４の孔２５に出力軸部２９を
軸受３０を介し外周に嵌装してなる第３駆動装置２３の
駆動部本体２６を挿着するとともに、第３駆動装置２３
の出力軸部２９を第２外被筒３５の支持台３４の孔に挿
着したことを特徴とするマニピュレータ・アーム。