JPS60232893A - Driving mechanism of wrist for industrial robot - Google Patents

Driving mechanism of wrist for industrial robot

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JPS60232893A
JPS60232893A JP8828384A JP8828384A JPS60232893A JP S60232893 A JPS60232893 A JP S60232893A JP 8828384 A JP8828384 A JP 8828384A JP 8828384 A JP8828384 A JP 8828384A JP S60232893 A JPS60232893 A JP S60232893A
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JP
Japan
Prior art keywords
wrist
industrial robot
axis
constant velocity
drive motor
Prior art date
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Pending
Application number
JP8828384A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
伊津野 仁一
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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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】 〔発明の利用分野〕 この発明は、工業用ロボットの腕及び手首の駆動機構の
改良に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an improvement in a drive mechanism for the arm and wrist of an industrial robot.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

ロボットの駆動機構として従来は第1図に示すような平
行四辺形リンクを応用した円板1、枢着軸3、ロッド2
により、角度変化Oを伝達する機構があった。本機構を
さらに実用的に検討したものが、米国特許第41343
07号明細書に示される。
Conventionally, the drive mechanism of a robot consists of a disk 1, a pivot shaft 3, and a rod 2 using parallelogram links as shown in Figure 1.
Therefore, there was a mechanism for transmitting the angular change O. A more practical study of this mechanism is U.S. Patent No. 41343.
It is shown in the specification of No. 07.

上記特許では枢着軸3に工夫を加えることにより第1図
の角度変化が360°弱まで伝達可能になっている。し
かし、360”以上の回転伝達は不可能であった・ 第2図は、上記の第1図のものの欠点をカバーするため
、伝達にスプロケット】aのチェイン2aを組合せた従
来例(特公昭57−66884 )である。これにより
、連続回転の伝達は可能になったが、経年的なチェイン
2aの伸びやスプロヶッh1aとの間に発生する摩耗に
より精度が低下したり、チェイン2aの張力の調整が必
要となるなどの欠点があった。
In the above-mentioned patent, by adding a device to the pivot shaft 3, the angular change shown in FIG. 1 can be transmitted by a little less than 360 degrees. However, it was impossible to transmit rotations of 360" or more. Figure 2 shows a conventional example (Special Publication Publication No. 57) in which a sprocket [a] chain 2a is combined for transmission in order to cover the drawbacks of the one shown in Figure 1 above. -66884).This made it possible to transmit continuous rotation, but the accuracy deteriorated due to elongation of the chain 2a over time and wear that occurred between the sprocket h1a and the adjustment of the tension of the chain 2a. There were drawbacks such as the need for

第2図の欠点をさらにカバーするために、第3図に示す
ような、ベベルギヤを使った伝達軸2bを用いた従来例
(特公昭57〜668g4 )がある。これにより、チ
ェインの伸び等の問題はなくなったが、反面、精度を問
題とする歯車加工、歯面摩耗、バックラッシュ調整、加
工コストの増大など新たな問題が発生していた。
In order to further overcome the drawbacks shown in FIG. 2, there is a conventional example (Japanese Patent Publication No. 57-668 G4) using a transmission shaft 2b using a bevel gear as shown in FIG. This eliminated problems such as chain elongation, but on the other hand, new problems such as gear machining, tooth surface wear, backlash adjustment, and increased machining costs occurred.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記欠点を解消し連続回転の伝達が可
能で、軽量、コンパクトかつ部品点数が少なく、且つ高
剛性で、ガタの発生が少なく、調整の容易な工業用ロボ
ットの手首の伝達機構を提供することにある。
The object of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks, to enable transmission of continuous rotation, to be lightweight, compact, have a small number of parts, and to have high rigidity, less play, and easy adjustment of the wrist of an industrial robot. The goal is to provide a mechanism.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、工業用ロボットの手首駆動部を駆動するの
に対して、手首駆動部、伝達部、変速部及び駆動部を各
々組合せて手首駆動機構を構成し、複数からなる伝達部
の軸の連結に対して万能継手を介して取付は配置したこ
とを特徴とするもので、複雑な軸支持部を減少させ、簡
易な構造となる。
In order to drive a wrist drive section of an industrial robot, this invention configures a wrist drive mechanism by combining a wrist drive section, a transmission section, a transmission section, and a drive section. This feature is characterized in that the connection is mounted via a universal joint, which reduces the need for complicated shaft support parts, resulting in a simple structure.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第5図以降に基づき説明する
Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described based on FIG. 5 and subsequent figures.

第5図において、上腕A、前腕Bが肩関節軸a、肘関節
軸b、手首曲げ関節軸Cを形成している。
In FIG. 5, the upper arm A and the forearm B form a shoulder joint axis a, an elbow joint axis b, and a wrist bending joint axis C.

手首先フランジ4はユニバーサル等速ジヨイント5.9
,13、および伝達部を構成するシャフト7.11.1
4を介して変速部の減速機15、駆動部の駆動モーター
16に連結されている。ユニバーサル等速ジヨイント5
,9.13は、各々手首曲げ関節軸C1肘関節軸b、肩
関節軸a上に存在している。次に手首部17の軸Cまわ
りの回転動作は、シャフト18,21,25,28、ユ
ニバーサル等速ジヨイント19,23.27を介して減
速機29、駆動モーター30に連結されている。ユニバ
ーサル等速ジヨイント19,23゜27は各々軸C,b
、a上に存在している。このような配置をすることによ
り、上腕Aと前腕Bの動きに関係なく、つまり、どのよ
うな動きを上腕A、前腕Bがしようとも、手首先フラン
ジ4は姿勢保持を行うことができる。
Wrist end flange 4 is universal constant velocity joint 5.9
, 13, and the shaft 7.11.1 constituting the transmission section.
4, it is connected to a speed reducer 15 of the transmission section and a drive motor 16 of the drive section. Universal constant velocity joint 5
, 9.13 exist on the wrist bending joint axis C1, the elbow joint axis b, and the shoulder joint axis a, respectively. Next, the rotational movement of the wrist portion 17 around the axis C is connected to a reduction gear 29 and a drive motor 30 via shafts 18, 21, 25, 28 and universal constant velocity joints 19, 23, 27. Universal constant velocity joints 19, 23° 27 are connected to axes C and b, respectively.
, exists on a. With this arrangement, the wrist tip flange 4 can maintain its posture regardless of the movements of the upper arm A and forearm B, that is, no matter what movements the upper arm A and forearm B make.

第6図は、第5図における減速機15と29を15aと
29aに移した他の実施例である。このような配置にす
ることにより、ユニバーサル等速ジヨイント5,9,1
3,19,23.27とシャフト7.11,14,18
,21.25と、軸受6.8.10.12.20.22
.24.26とは第5図にくらべ回転数は一応増加する
が、必要トルクが大幅に低下するため、軸径を減じて低
強度で済み、更に軽量、コンパクトにすることができる
。第6図では手首曲げ関節軸Cの姿勢保持のために、第
1図で示した円板1、ロッド2、枢着軸3を付与してい
る。
FIG. 6 shows another embodiment in which the reducers 15 and 29 in FIG. 5 are moved to 15a and 29a. With this arrangement, universal constant velocity joints 5, 9, 1
3, 19, 23.27 and shaft 7.11, 14, 18
, 21.25 and bearing 6.8.10.12.20.22
.. 24.26, the rotational speed is somewhat higher than that in Figure 5, but the required torque is significantly lower, so the shaft diameter can be reduced and the strength can be lowered, making it even lighter and more compact. In FIG. 6, the disk 1, rod 2, and pivot shaft 3 shown in FIG. 1 are provided to maintain the posture of the wrist bending joint axis C.

第7図は、さらに1自由度を加えることで3自由度の手
首駆動機構としたものを示すものである。
FIG. 7 shows a wrist drive mechanism with three degrees of freedom by adding one more degree of freedom.

駆動用モーター16の出力はユニバーサル等速ジヨイン
ト13,9.5そして減速機15aを介してひねり軸d
が駆動される。曲げ軸Cは、駆動用モーター30により
、ユニバーサル等速ジヨイント27,23.19そして
減速機29aを介して駆動される。振り軸eは駆動用モ
ーター44により、ユニバーサル等速ジヨイント43,
41゜39.37,35.33そして減速機32を介し
て駆動される。この場合ユニバーサル等速ジヨイント5
,33,35.37が平行四辺形をなすため、振り軸e
の動作は他の曲げ軸Cやひねり軸dの動作と相互干渉す
ることがない。第7図でも、曲げ軸Cの姿勢保持のため
、円板1、ロッド2、枢着軸3を用いている。ナ 第8図は、ひねり軸C用の駆動用モーター16と振り軸
e用の駆動用モーター44の配置を換え、それに伴ない
、曲げ軸Cとひねり軸dと振り軸eとの交点の上にあっ
たユニバーサル等速ジヨイント5(第7図)を廃止し、
ユニバーサル等速ジヨイント5a、5T)、5Cで代行
するものである。
The output of the drive motor 16 is transmitted to the twist shaft d via the universal constant velocity joint 13, 9.5 and the reducer 15a.
is driven. The bending axis C is driven by the drive motor 30 via the universal constant velocity joints 27, 23.19 and the speed reducer 29a. The swing axis e is driven by a drive motor 44 to a universal constant velocity joint 43,
41° 39.37, 35.33 and is driven via a reduction gear 32. In this case, universal constant velocity joint 5
, 33, 35.37 form a parallelogram, the swing axis e
There is no mutual interference between the motions of the other bending axes C and twisting axes d. Also in FIG. 7, a disk 1, a rod 2, and a pivot shaft 3 are used to maintain the posture of the bending axis C. Fig. 8 shows the position of the drive motor 16 for the twist axis C and the drive motor 44 for the swing axis e being changed, and the location of the drive motor 16 for the twist axis C and the drive motor 44 for the swing axis e being changed, The universal constant velocity joint 5 (Fig. 7) that was in the model was abolished.
Universal constant velocity joints 5a, 5T) and 5C are used instead.

この配置をとることで、′ユニバーサル等7速ジヨイン
ト間のシャフトが熱的に伸縮しても無理な内力が発生し
ないよにできる。
By adopting this arrangement, it is possible to prevent excessive internal force from being generated even if the shaft between the 7-speed universal joints expands and contracts thermally.

以上は、駆動用モーター16,30.44を肩関節軸a
上あるいはその近傍に設置する場合の例であるが、これ
らを肘関節軸す上あるいはその近傍に配置しても可能で
ある。また各々の駆動用モーターを曲番す軸C1ひねり
軸d、振り軸a上あるいはその近傍に配置することもで
きる。
In the above, the drive motor 16, 30.44 is connected to the shoulder joint axis a.
In this example, they are placed on or near the elbow joint axis, but it is also possible to place them on or near the elbow joint axis. Further, each drive motor can be arranged on or near the rotation axis C1, the twist axis d, and the swing axis a.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上の構成により、本発明の詳細な説明すると、複数の
伝達部に軸連結部に万能継手を介在させたことで、手首
駆動部を2自由度以上の動作に対しても、迅速に操作で
きるばかりでなく、高価な歯車を必要とせず、それにか
かる軸支持部の数を大幅に減少させることができたこと
で、コストの切下が可能である。
With the above configuration, the present invention will be described in detail. By interposing a universal joint in the shaft connection part of a plurality of transmission parts, the wrist drive part can be quickly operated even for movements with two or more degrees of freedom. In addition, costs can be reduced by not requiring expensive gears and by significantly reducing the number of shaft supporting parts involved.

また回転にかかる騒音も歯車部分をなくしたことで低下
させることができる。
Also, the noise caused by rotation can be reduced by eliminating the gear part.

その他、複数の万能継手の配置により製造が簡易なもの
となったのでコンパクト化が、達成され予想以上の重量
軽減が図られた。
Additionally, the arrangement of multiple universal joints simplifies manufacturing, making it more compact and reducing weight more than expected.

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

第1図〜第4図は公知例を示す内部構造図、第5図は一
実施例のリンク図、第6図は第5図の部品配置を変えた
リンク図、第7図と第8図は第5図と第6図を3自由度
に拡張した他の実施例を示すリンク図である。 1・・・円板、2・・・ロッド、3・・・枢着軸、5,
9゜13.19,23,27,33,35,39゜41
.43・・・ユニバーサル等速ジヨイント、15a。 29a、32−減速機、16.30.44.、−駆動用
モーター。 −一一〜
Figures 1 to 4 are internal structure diagrams showing a known example, Figure 5 is a link diagram of one embodiment, Figure 6 is a link diagram with the parts arrangement changed from Figure 5, and Figures 7 and 8. is a link diagram showing another embodiment in which FIGS. 5 and 6 are extended to three degrees of freedom. 1... Disk, 2... Rod, 3... Pivoting shaft, 5,
9゜13.19,23,27,33,35,39゜41
.. 43...Universal constant velocity joint, 15a. 29a, 32-Reducer, 16.30.44. , - drive motor. -11~

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1.2自由度以上の機能を有する、手首部、手首駆動部
、変速部、駆動部及び伝達部よりなる工業用ロボットの
手首の駆動機構に於いて、複数の伝達部の軸連結部に万
能継手を介在させたことを特徴とする工業用ロボットの
手首駆動機構。 2、特許請求の範囲第1項記載の工業用ロボットの手首
駆動機構に於いて、前記伝達部は、前
1. In the wrist drive mechanism of an industrial robot, which has a function with more than 2 degrees of freedom and is composed of a wrist part, a wrist drive part, a speed change part, a drive part, and a transmission part, it is a versatile shaft connecting part of multiple transmission parts. A wrist drive mechanism for an industrial robot characterized by a joint. 2. In the wrist drive mechanism for an industrial robot according to claim 1, the transmission section is
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018149675A (en) * 2015-07-22 2018-09-27 シーエムアール サージカル リミテッドCmr Surgical Limited Robot arm

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018149675A (en) * 2015-07-22 2018-09-27 シーエムアール サージカル リミテッドCmr Surgical Limited Robot arm
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