JPS6025674A - 関節ア−ムユニツト - 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 本発明は多関節ロボットの関節アームユニットの構造に
関するものである。

従来１９１１の構成とその問題点 第１図は多関節ロボットの一般的構成を示すものである
。従来の多関節ロボットは、例えば第１図の第４関節４
について、第２図にその具体構成を示すように、関節１
駆動用モータは、ヨーク１２と、モータブラケット１５
及びモータブラケット１６に接着された磁石１３の間に
設けられた電機子１４等から構成されており、電機子１
４は軸２４に一体に固定されたうえ、軸２４はフレーム
８と、プラグ、７１−１５に挿入された軸受２３，１６
に」；って、回転自在に支えられている。モータ構成部
材のブラケット１５及びヨーク１２はフレーム８に固定
されており、前記！ＩＱＩＩ　２４　？ｉハーモニック
減速機のウェーブジェネレータ１１に連結され減速出力
部のザーキュラスプライン２５はフレーム８と、ベース
７に固定されている減速機取付金具１゜にそれぞれ取付
固定さ７’している。

７　Ｖ　−ム８　、！：　ヘースｌｔｌ＋ｈ受９およヒ
、エンコーダ取月金具１９を介して挿入されている軸受
１Ｙによって互いに回転自在に取付けられてｂる。エン
コーダ数句金具１９はベース７に固定されていると同時
に、軸２４にカップリングを介して回転部が接続された
ロータリエンコーダ１８が固定されている。２１はロボ
ットの先端に近いアーム５２２はロボットの根元に近い
アームを示している。

このよりな構成において、その動作は電機子１４に通電
されることにより、ヨーク１２．磁石１３ブラケット１
６との相互作用により回転力が発生し軸２４によりハー
モニック減速機のウェーブジェネレータ１１に入力され
る。ハーモニック減速機の減速作用によりフレーム８お
よび、減速機取付金具１ｏを介してベース７にそれぞれ
固定された２ケのサーキュラスプライン２６の相対回転
運動により、フレーム８とベース７との間には減速され
た相対回転力が伝達されることになる。軸２４の片方で
はカップリングを介して回転部に接続されているロータ
リエンコーダ１８が配置され、回転位置・速度に比例し
たパルスを発生するように々つており、位置・速度を制
御する回路を構成している。

しかしながら上記のような構成では、主要構成部材のモ
ータ部、減速装置、エンコーダ部等が関節部に集中して
いる結果、ロボットの根元方向から見れば点質量のよう
な自重配置になっており、これらを駆動するところのロ
ボットの根元方向の関節アクチュエータ３から見れば、
負荷トルク、負荷慣性も大きくなり、前記アクチーエー
タ３の容量も大きくする必要に迫られる。関節アクチー
エータ３の容量を大きくすれば自重も大きくなり、それ
を負荷の一部として駆動するさらにロボット根元側の関
節のアクチュエータ２も容量を大きくする必要がある。

このように各関節の自重が大きくなれば、雪ダルマ式に
ロボットの根元側のアクチーエータの容量を大きくせざ
るを得ないという欠点を有していた。

発明の目的 本発明は、上記欠点にかんがみ、多関節ロボットの各関
節部を構成している主要構成部材を、前記関節部の根元
方向のアーム内に配し、前記関節部の自重を減少Ｅ７ア
ーム内に分布させることにより、ロボットの根元方向に
配された関節のアクチーエータの負荷トルク、負荷慣性
の負担を軽減することができ、当該アクチュエータの小
形化、および応答性の向上を図ると同時に、アームを主
要な駆動構成部材等と共にコンパクトな駆動ユニット構
造に形成した関節アームユニットを提供するものである
。

発明の構成 本発明は、多関節ロボットの各関節部を構成しているモ
ータ、減速装置、制動装置、センサ部等の主要構成部材
を前記関節部のロボット根元方向のアーム内に配し、減
速された動力のみを関節部に伝達する構成とし、関節部
の自重を減少しアーム内に分布させることが出来、さら
にロボットの゛根元方向に位置する関節のアクチーエー
タの負荷トルク、負荷慣性の負担を減少することにより
、当該前記アクチーエータの小形化および応答性の向上
を図ることが出来ると同時に、アームを主要な駆動構成
部材等と共にコンパクトな駆動ユニット構造に構成でき
るという効果を有する。

実施例の説明 以下本発明の一実施例について図面を参照しながら説明
する。

第３図は本発明の一実施例の断面図である。第３図にお
いて、２７．２８はそれぞれ隣合う各関節部を示してい
る。関節２８は関節２７に対してロボットの根元方向に
位置している。２９は関節２７．２８の中間に位置する
アームであり、モー儀 り３０．減速装置３２等の取付枠をも兼ねている。

制動装置３３は、アーム２９の内部に固定されたモータ
３０に軸直結状態で取付けられており、モータ３０の出
力は、モータ軸３４に直結されたロータリエンコーダ３
１に伝達され回転位置、速度に比例しだパルスを発生さ
せて、位置、速度を制御する回路を構成している。さら
にモータ軸３４はアーム２９の内部に固定されたハーモ
ニック減速機のウェーブジェネレータ４６に連結され、
出力軸３６はハーモニック減速機のフレクスプライン３
５およびかさ歯車３７に一体固定されておシ、前記かさ
歯車３７は関節２７の回転駆動用かさ歯車３８にかみ合
っている。又関節取付金具４０はアーム２９に固定され
ていると同時に、軸受４４゜４５を介して次段のアーム
４３と回転自在に組込まれている。

以上のように構成された関節アームユニットについて以
下その動作を説明する。アーム２９内の関節２８に近い
位置に設けられたモータ３ｏの回転駆動によりロータリ
エンコーダ３１およびノ・−モニック減速機のウェーブ
ジェネレータ４６を回転させる。この結果ハーモニック
減速機のフレクスプライン３６には減速された回転駆動
力が発生し、出力軸３６を通じてかさ歯車３７および３
８に伝達され、かさ歯車３８に固定された次段アーム４
３はアーム２９に対して回転運動を行う。

以上のように本実施例によれば関節２Ｔの主要な構成部
材であるモータ３０．制動装置３３．エンコーダ３１．
減速装置３２をアーム２９内の、ロボットの根元方向の
関節２８に近い位置に配置し、減速された動力のみを関
節２７に伝達することによシ、関節２７の自重を軽減し
アーム２９内に分布させることにより、関節２８のアク
チュエータの負荷トルク、負荷慣性の負担を軽減するこ
とができ、関節２８のアクチュエータの小形化。

応答性の向上を図ることができると同時に、アームを主
要な駆動構成部材等と共にコンパクトな駆動ユニット構
造に形成することができるという特長を有する。

発明の効果 以上のように本発明は、多関節ロボットの各関節部を構
成しているモータ、減速装置、制動装置センザ部等の主
要構成部材を前記関節部のロボット根元方向のアーム内
に配することにより前記関節部の自重を減少し、アーム
内に分布させることができる。その結果ロボットの根元
方向に位置する関節アクチュエータの負荷トルク、負荷
慣性の負担を減少することができ、当該アクチーエータ
の小形化および応答性の向上を図ることができると同時
に、アームを主要な駆動構成部材等と共にコンパクトな
駆動ユニット構造に構成できるという効果を有し、その
実用的効果は犬なるものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節ロボットの構成図、第２図は従来の多関
節ロボットの関節部の断面図、第３図は本発明の一実施
例における関節アーム部の断面図である。 −２７・・川・関節、２８・・川・関節、２９・・団・
アーム、３ｏ・・・・・・モータ、３１・・・・・・セ
ンサ、３２・・・・減速装置、３３・・・・・・制御装
置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多関節ロボットの各関節間に設けられたアーム内のロボ
   ットの根元方向に、当該関節の駆動用モータ、制動装置
   、センサ、減速装置等を配すると同時に、アームを前記
   主要構成部材と共に駆動ユニット構造に形成した関節ア
   ームユニット。