JPS60131182A - Balancer for industrial robot - Google Patents

Balancer for industrial robot

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Publication number
JPS60131182A
JPS60131182A JP24022583A JP24022583A JPS60131182A JP S60131182 A JPS60131182 A JP S60131182A JP 24022583 A JP24022583 A JP 24022583A JP 24022583 A JP24022583 A JP 24022583A JP S60131182 A JPS60131182 A JP S60131182A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cam
shaft
elastic body
arm
joint
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP24022583A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
藤田 佳児
邦則 竹澤
白石 健
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP24022583A priority Critical patent/JPS60131182A/en
Publication of JPS60131182A publication Critical patent/JPS60131182A/en
Pending legal-status Critical Current

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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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は互いに回転可能に軸支され、関節構造をなす二
つの部材において、一方のアームの自重が、関節角度に
よシ変化し、したがって軸にかかるトルクが変化するよ
うな構造を有する関節まわシのバランス装置に関するも
のである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of Industrial Application The present invention relates to two members that are mutually rotatably supported by a shaft and form a joint structure. The present invention relates to a balance device for a joint swivel having a structure in which such torque changes.

従来例の構成とその問題点 従来の関節まわりのバランス構造の例を第11ネ1に示
す。第1図において、関節構造をなす二つの部材(以後
これをアームと称し、ルーアーム・第二アームとする)
第一アーム1と第二アーム2は軸3によって連結されて
いる。軸3にはチゴーン4がかけられ、両端はばね6を
通しておも96が付いている。部4シフは、ばね5とお
もシロとの間で第一アーム1に固定され、ばね5が」二
部に伸びる時のみおもシロを支える役目を果たす。
Structure of conventional example and its problems An example of a conventional balance structure around a joint is shown in the 11th page 1. In Figure 1, two members forming a joint structure (hereinafter referred to as arms, and referred to as the Lou arm and the second arm)
The first arm 1 and the second arm 2 are connected by a shaft 3. A spring 4 is hung on the shaft 3, and weights 96 are attached to both ends through a spring 6. The part 4 shift is fixed to the first arm 1 between the spring 5 and the main part, and serves to support the main part only when the spring 5 is extended to the second part.

第1図の動作を説明する。第二アーム2が回転ずれば、
第二アームに固定された軸3も同じだけ回転する。しだ
がって軸に巻かれたチェーン4は片刃のはね5を上方へ
引っ張る。ばね5の先に何けられたおも、!1l16ば
ばねの引っ張りに対しては上がらないように部組7で支
えられているために、結局はね5は軸3の回転角に比例
する分だけ伸びることになる。第2図に第1図の例のと
きのア〜J、回転角と、自重によるモーメントの変化お
よびばねの復元力によるモーメン]・の変化の例を示す
The operation shown in FIG. 1 will be explained. If the second arm 2 rotates out of alignment,
The shaft 3 fixed to the second arm also rotates by the same amount. The chain 4 wound around the shaft therefore pulls the single-edged spring 5 upwards. What happened to the end of spring 5? Since the spring 5 is supported by the subassembly 7 so as not to rise against the tension of the spring 1l16, the spring 5 ends up elongating by an amount proportional to the rotation angle of the shaft 3. FIG. 2 shows examples of changes in A to J in the example of FIG. 1, the rotation angle, the change in moment due to its own weight, and the change in moment due to the restoring force of the spring.

曲線8かアーム自重によるモーメントの変化、直線9が
ばねの復元力1′(、よるモーメン1−の変化を表わす
。第2図より曲線8と直線9の和は必ず0になるとは限
らない。すなわち第1図のような例でに完全にバランス
をとることは不可能である。
The curve 8 represents the change in moment due to the arm's own weight, and the straight line 9 represents the change in moment 1- due to the restoring force 1' of the spring. From FIG. 2, the sum of the curve 8 and the straight line 9 is not necessarily 0. In other words, it is impossible to achieve perfect balance in the example shown in FIG.

発明の+−i的 本発明嬬、上記欠点を解消するものである。+-i aspect of invention The present invention overcomes the above drawbacks.

発明の構成 本発明は、互いに回転可能に軸支され、関節部を構成す
る二つのアームと、前記アームの一方の自重による前記
軸まわりのモーメン1−ヲ打ち消す方向に復元力をもつ
弾性体と、前記弾性体の復元力を調節するカム機構とを
備えた重力のバランヌ装置であシ、完全にアーム自重と
バランスさせることができる。
Composition of the Invention The present invention comprises two arms that are mutually rotatably supported and constitute a joint, and an elastic body that has a restoring force in a direction that cancels out the moment 1 around the axis due to the own weight of one of the arms. A gravitational Balanne device equipped with a cam mechanism that adjusts the restoring force of the elastic body can perfectly balance the arm's own weight.

実施例の説明 以下に本発明の実施例を第3〜6図にもとづいて説明す
る。第3図において第一アーム16と第二アーム11は
軸12によって連結されておシ、第二アーム11と軸1
2は固定されている。軸12にはチェーン13がかかっ
ており、チェーン13の両側にばばね14が付いている
。さらにばね14の端はおもり15が付いている。まだ
軸12に固定されだ板カム16はカムフォロワー17と
カム機構をなし、リンク18に往復連動を強いる。
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Examples of the present invention will be described below with reference to FIGS. 3 to 6. In FIG. 3, the first arm 16 and the second arm 11 are connected by a shaft 12, and the second arm 11 and the shaft 1
2 is fixed. A chain 13 is attached to the shaft 12, and springs 14 are attached to both sides of the chain 13. Furthermore, a weight 15 is attached to the end of the spring 14. The plate cam 16, which is still fixed to the shaft 12, forms a cam mechanism with a cam follower 17, forcing the link 18 to reciprocate.

リンク18は、第一アーム10に固定された部組19に
より直線往復運動のみに限定される。
The link 18 is limited to linear reciprocating motion by a subassembly 19 fixed to the first arm 10.

次に上記構成の装賄の動作を説明する。第二アーム11
が時計回りに回転するとする。第二アーム11に固定さ
れている軸12は第二アーム11と同じたけ回転し、チ
ェーン13を通して、ばね14は回転角に比例しだ亦だ
け上方に持ち上げる。
Next, the bribery operation of the above configuration will be explained. Second arm 11
Suppose that it rotates clockwise. The shaft 12 fixed to the second arm 11 rotates by the same amount as the second arm 11, and through the chain 13 the spring 14 lifts upwards by an amount proportional to the angle of rotation.

一方、軸12に固定されている板カム16も回転し、カ
ムフォロワー17を通してリンク18を押し下ける。リ
ンク18はさらにおもり15を押し下け、ばねを下方に
押し下げる。したがってばね14の伸びは回転角に比例
する分と、カムによって押し下けられる分との和になり
、復元力も回転角に比例した力と、カムによって押し下
けることによ勺発牛する力との和になる。あらかじめ回
転角とカムによって押し下げるべき変位をめておくこと
によって、カムの形状を決定ずれは、任意の状態で、第
二アームの自重とばねの復元力とを釣り合わすことが可
能となる。たとえば、第ニア−)、11のIl!J転中
心から重心の距剛をL・第二アームの重−(tlをWと
し、軸12の半仔をr・ばね14の弾1j係数をk・第
二アームの回転川音θとする。
Meanwhile, the plate cam 16 fixed to the shaft 12 also rotates, pushing down the link 18 through the cam follower 17. The link 18 further pushes down the weight 15 and pushes the spring downward. Therefore, the extension of the spring 14 is the sum of the amount proportional to the rotation angle and the amount pushed down by the cam, and the restoring force is also a force proportional to the rotation angle and a force generated by pushing down by the cam. It becomes a harmony with By determining the rotation angle and the displacement to be pushed down by the cam in advance, it becomes possible to determine the shape of the cam and balance the dead weight of the second arm and the restoring force of the spring in any state. For example, the 11th Il! Let L be the distance from the center of gravity to the J rotation center, the weight of the second arm -(tl be W, the half of the shaft 12 be r, the bullet 1j coefficient of the spring 14 be k, and the rotation sound θ of the second arm.

θ−0の点は第二アームが貞」二の点とする。このとき
モーメントが釣り合う条件は、カムによりリンク18ケ
押し下げる変位をyとして、W L 5lllθ=r(
k、!r+krθ)したがって、 これを満足するように、カムの形状・カムフォロワーの
形状などをめればよい。
The point θ-0 is the point at which the second arm is in position. At this time, the condition for the moments to be balanced is W L 5llllθ=r(
K,! r+krθ) Therefore, the shape of the cam, the shape of the cam follower, etc. should be adjusted to satisfy this.

第4図に、第二アーム11の回転角と、軸12にかかる
トルりとの関係を示す。曲線20は第二アームの自重に
よる)・ルク、直線21ははね14の復元力のうち、回
転角に比例する分のトルりである。はね14の復元力に
よるトルクが、曲線22のようになれば任意の第二アー
ムの回転角でバランスがとれることになる。ばね14の
1夏元力だよるトルクが、曲線22になるようにするた
めに必要なトルりを第5図・曲線23として示す。すな
わち第6図の曲線230分だけカム機構によってはね1
4の伸びを調節するとよい。
FIG. 4 shows the relationship between the rotation angle of the second arm 11 and the torque applied to the shaft 12. The curve 20 is due to the dead weight of the second arm), and the straight line 21 is the torque of the restoring force of the spring 14, which is proportional to the rotation angle. If the torque due to the restoring force of the spring 14 becomes like the curve 22, it will be balanced at any rotation angle of the second arm. The torque required to make the torque due to one summer force of the spring 14 become the curve 22 is shown as the curve 23 in FIG. 5. In other words, the cam mechanism causes a deflection of 1 for 230 minutes of the curve in Figure 6.
It is a good idea to adjust the stretch in step 4.

次に第2の実施例を第6図に示す。第一アーム241第
二アーム25は、軸26の回りを互いに回転する。軸2
6にはチェーン27が巻かれ、回転を軸28を通してカ
ム29に伝えるとともに、途中に取手3Oがイ]いてお
シ、これを通じてばね31を押し上ける。取手30とは
ね31には直動を限定するガイド32に接続されており
、ガイド32は第一アーム24に固定されている。一方
、チェーン2γによって回転きれる軸2日・カム29に
1、カム29とカム構造ヲなしているカムフォロワー3
3に直動連動を与える。カムフぢロワー33は部拐34
につながっており、ばね31に変位をiiえる。すなわ
ち、ばね31は取手3○より第二アームの回転に比例す
る変位を受け、部拐34よりカムによる調整の変位を受
ける。これらの変位による復元力は取手301f通し、
チェーン2Yに伝ワリ、第二アームの自重とバランスす
るトルクとなる。
Next, a second embodiment is shown in FIG. The first arm 241 and the second arm 25 rotate relative to each other about an axis 26. axis 2
A chain 27 is wound around the chain 27, and the rotation is transmitted to the cam 29 through the shaft 28, and there is a handle 3O in the middle, through which the spring 31 is pushed up. The handle 30 and the spring 31 are connected to a guide 32 that limits translation, and the guide 32 is fixed to the first arm 24. On the other hand, the shaft 2 and the cam 29 that can be rotated by the chain 2γ are 1, and the cam follower 3 has a cam structure with the cam 29.
3 is given linear motion interlocking. Cam Follower 33 is Bukai 34
The spring 31 is connected to the spring 31 to apply a displacement. That is, the spring 31 receives a displacement proportional to the rotation of the second arm from the handle 3◯, and receives a displacement adjusted by the cam from the part 34. The restoring force due to these displacements passes through the handle 301f,
The torque is transmitted to the chain 2Y and balances with the second arm's own weight.

第2の例は、第1の例と比較して、チェーン27を長く
とることにより、バランス装置を関節がら劇れだところ
に(−1けることができるという効果がある。
In the second example, compared to the first example, the chain 27 is made longer, so that the balance device can be moved to a position where the joints are far from each other (-1).

発明の効果 製上のように、ばねによる復元力をカム機構を用いて調
整することにより、アーム自重に対するバランスを完全
にとる関節部を構成することができる。以上の方法は専
有空間が小さく、かつ任意の関節角でバランスがとれる
ため、重力が影響する関節構造を持つものに対して、そ
の実用的効果は大なるものがある。
Effects of the Invention As described above, by adjusting the restoring force of the spring using the cam mechanism, it is possible to construct a joint that perfectly balances the arm's own weight. The above method occupies a small space and can be balanced at any joint angle, so it has a great practical effect on joint structures that are affected by gravity.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は従来のバランス装置を示す説明図、第2図は関
節部における関節角とアーム自重によるトルりの関係お
よび関節角とはねの復元力によるトルりの関係を示した
図、第3図は本発明の第1の実施例における関節部を示
す説明図、第4図は関節部における関節角とトルクの関
係を示した図、第5図は関節角とカム機構で調節ずべき
t−/L/りを示す図、第6図は本発明の第2の実施例
における関f’(i+部を示した説明図である。 1O・11・・・・・関節部を構成する二つの部組、1
2 軸、13・・ ・索状体、14−・・・・弾性体、
16・・・カム、1了・・・・カムフォロワー、18−
・・ム・・・リンク、24・26・・・・・関節部を構
成する二つの部材、26・・・軸、27・・・索状体、
31・・弾性体、29 ・・カム。33−・・−・カム
フォロワー、34・・・・リンク。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 第 2 図 第 3 図 第4図 第 6 図
Figure 1 is an explanatory diagram showing a conventional balance device, Figure 2 is a diagram showing the relationship between the joint angle at the joint part and the torque due to the arm's own weight, and the relationship between the joint angle and the torque due to the restoring force of the spring. Fig. 3 is an explanatory diagram showing the joint in the first embodiment of the present invention, Fig. 4 is a diagram showing the relationship between the joint angle and torque in the joint, and Fig. 5 is an explanatory diagram showing the relationship between the joint angle and torque in the joint. FIG. 6 is an explanatory diagram showing the joint f' (i+ part) in the second embodiment of the present invention. Two divisions, 1
2 Axis, 13... - cord-like body, 14-... elastic body,
16...Cam, 1...Cam follower, 18-
...Mu... link, 24, 26... two members constituting the joint, 26... shaft, 27... funicular body,
31...Elastic body, 29...Cam. 33-...cam follower, 34...link. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person No. 1
Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 6

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)互いに回転可能に軸支され、関節部を構成する二
つの部材と、前記部材を支える軸と、前記部材の一方の
部材の自重による前記軸まわりのモーメントを杓ち消す
方向に復元力をもつ弾性体と、前記軸の回転量を前記弾
性体に伝える素状体と、前記軸中心に回転するカムと、
前記カムに追従するカムフォロワーと、前記カムフォロ
ワーニ連結され往復運動を前記弾性体に伝え、前記弾性
体の復元力を調整させるリンクとからなる産業用ロボッ
トのバランス装置。
(1) Two members that are rotatably supported by each other and constitute a joint, a shaft that supports the members, and a restoring force in the direction that cancels the moment around the shaft due to the weight of one of the members. an elastic body having an elastic body, an elementary body that transmits the amount of rotation of the shaft to the elastic body, and a cam that rotates around the shaft;
A balance device for an industrial robot, comprising a cam follower that follows the cam, and a link that is connected to the cam follower, transmits reciprocating motion to the elastic body, and adjusts the restoring force of the elastic body.
(2)カムの回転中心軸が前記軸と一致せず前記関節部
を構成する一方の部拐上にあシ、前記カムの回転中心軸
と、前記関節部を構成する部材を支える軸との回転の同
期をとる素状体と、前記素状体に付けられた取手とを有
し、前記弾性体には前期取手を介して前記軸の回転量が
伝えられる特許請求の範囲第1項記載の産業用ロボット
のバランス装置。
(2) The central axis of rotation of the cam does not coincide with the axis, and there is a foot on one of the parts constituting the joint, and the central axis of rotation of the cam and the axis supporting the members constituting the joint are connected. Claim 1, wherein the elastic body has a base body that synchronizes rotation and a handle attached to the base body, and the amount of rotation of the shaft is transmitted to the elastic body via the handle. industrial robot balance device.
JP24022583A 1983-12-20 1983-12-20 Balancer for industrial robot Pending JPS60131182A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24022583A JPS60131182A (en) 1983-12-20 1983-12-20 Balancer for industrial robot

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JP24022583A JPS60131182A (en) 1983-12-20 1983-12-20 Balancer for industrial robot

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Publication Number Publication Date
JPS60131182A true JPS60131182A (en) 1985-07-12

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JP24022583A Pending JPS60131182A (en) 1983-12-20 1983-12-20 Balancer for industrial robot

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JP (1) JPS60131182A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954043A (en) * 1987-11-17 1990-09-04 Mitsubishi Jukogyo K.K. Balance mechanism of an industrial robot
JP2006231454A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Oki Electric Ind Co Ltd Articulated arm mechanism
JP2011056640A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Toyota Motor Corp Own-weight compensating mechanism
JP2013052494A (en) * 2011-09-06 2013-03-21 Toyota Motor Corp Load compensating mechanism

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4954043A (en) * 1987-11-17 1990-09-04 Mitsubishi Jukogyo K.K. Balance mechanism of an industrial robot
JP2006231454A (en) * 2005-02-24 2006-09-07 Oki Electric Ind Co Ltd Articulated arm mechanism
JP2011056640A (en) * 2009-09-14 2011-03-24 Toyota Motor Corp Own-weight compensating mechanism
JP2013052494A (en) * 2011-09-06 2013-03-21 Toyota Motor Corp Load compensating mechanism

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