JPS6025689A - ロボツトの腕のバランス機構 - 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】 本発明は多量■ｉＩロボッ１〜を直接教小りる場合にＣ
３ける該ロボッ１への腕のバランス１幾Ｂ４に関りるも
ので゛ある。

第１図は条間１１１１］ボッ１−の−例Ｃ・あり、口よ
基台Ｃ１モの上部に旋回部２が１−１・／ｊ向の軸線を
中心として回転自在に取すイ」（）である。３は上腕で
、軸４によって上ト方向に回転ｉｉＪ能に／、ｉ−）”
（い（１２旋回“〕〜プル２上部に取り（−Ｊ　４Ｊ　
’ｌある。この＋１浣３の上端には、上腕５が軸（３に
Ｊ、′、）（上ト’　７’Ｊ向に回転可能に取り付りで
ある。イしにの」−腕５の先端にハンド７が取りイζｊ
けである１゜上記述べたようなＩＩボットにＣ３いＣは
、このＬ］ボッ］−の動作軌跡を教示づる必要があり、
その方法として、予め操作ボタン等にＪ、り移動経路し
しくは移動データを入ノｊする方法ど、操作名がＬ１ポ
ットの腕を動かして作業動作を教示覆るｉｉ′４接教示
方法があるが、周知のように、後者の方が教示操作が容
易になる利点がある。ところで、ｉｌｊ接教示方法によ
るロボットに、ｌ１３いては、教示中の操作者が腕から
手を離した場合に、腕が自重により十降してしまうと作
業上不都合があるため、操作者は常にロボッ１への腕を
支λていなｔすればならイｆいという欠点があった。

本発明は」二連した欠点を除ムするＩこめになされたも
ので、ロボッ（−の動作軌跡を白檀教示している途中で
操作者が１」小ツ１〜の腕から手を離しＣも、上記腕が
自重によりドｌｌＩシないように、上記腕を所定の位置
に重用バランス状態ぐ静ＩＬさ１！るバネバランスを用
いたバランス装置を提供りることを目的としたしのぐあ
る。

以下図面を参照し゛（本発明の実施例について説明覆る
。

第２図は本発明にＪ、るロボットの腕のバランス原理を
示す正面図で、この図中の符号のうち第１図と同符号の
しのは第１図と同様の構成である。

８は支社で、旋回部２圭に設冒されている。９（よ第１
のスジロケッ＋−ｒ　、下腕の軸４の中心４ａから水平
面に対して垂直上１］に中心が位置づるようにＦ記支社
８に回転を朱か１）シ（取り（；Ｊ　４Ｊ　”（ある。

１０は第２のスゾロクッ１〜（・、上院の＠　（ｉ　Ｍ
、回転自在に取りイ・」（ノである。１１は第１のＪ」
−ン（、一端を第１のスノ目ノ７ット９に図示のように
咎さ回しピン１２（゛固定し、１１１１喘を第２のスジ
１１クツト′１０に図示のように巻き回しピン１２で固
定しでいる。１３は第３３のスジＩｌ　／ｌッ１〜て、
−１記第２’１）スジｏ’ｙッＩ−１０のＲ径（１）　
＋／２ｏ）ｉｒ３　径ライ１し、この第２のス１【−１
クツ１へ１０の中心と中心が一致りるＪ、うに第２のス
ジｆ」フット１０に固定して設置ノである。１４４；Ｌ
第４のスジ【］ケケラ１−Ｃ、Ｆ　１１％！の軸４に回
転自在に設りである。’Ｉ　！’３１ま８１１２のブ響
−ンＣ゛、一端を第３３のスジ１１ケ・ント１　：１１
．第１σ」ノ工−ン１１による第２のスジ日りット１（
）の回転力を減づるｈ向に図示のように在回ｉノ、ピン
１２で固定し、他端を第４のスノロクッ（−１４を介し
て任意のバネ定数をイｊするバネ１（コの一端に接続し
ている。上記バネ１Ｇの他端は工＾０１に設ｆＪ　ｌ：
：支台１７に固定している。

次にこの実施例にＪ５ける作用を説明づる。

まず、バネバランスのＩＩ″Ｊ（狸を第３図を参照して
説明する。この図中、Ｒは支点△を中心に回動自在なロ
ッド、Ｓ　ｐは一端が【」ラド［＜の先端１３に接続さ
れ、他端が支点△の水平面に対しで垂直り方にある固定
点Ｃに接続されるバネぐある。ここて、支点△から固定
点Ｃまでの距削をａ、先端Ｂにかかる荷下をＷ、支点へ
と固定点Ｃを結ぶ線どロッド画の成１角度をθとし、バ
ネＳｐのバネ定数をＫどＪると、上記角庶θの値に関係
なく、【」ラドＲを任意の位置でバランスさける条件は
に＝Ｗ／ａ　・・・（１） なる式で示されることが知られでいる。づなわら、（１
）式に承り条件が成り立っているｌｉｄ、ＬコツトＲは
外力を受（りない限り任意の位置ぐバランスする。この
バランス原理を直接教示方式のロボツ１−に適用させた
のがト記構成のバネバランス檄構Ｃある。この点につい
て第４図に基づいて以下＋Ｊｌ明りる。

第４図は第２図にＪｊ　ｉＪる概略図ｅ、第２図と同様
の符号を記したものは第２図と同様の構成である。９ａ
は第１のスジ１１クツ１〜９ど第１のブＩ−ン１１の接
点、ａ′は上記接点９ａとト腕のＩｌ′１ｌＩ４の中心
４ａどの距前、１３′　はｌ−１％ｉ　：’＋の先端、
Ｗ′（ま上記先端Ｂ′にかかる荷吊、θ’１．ｉＪ−記
中心１ａと」記接点９ａを鯖、′ｓ−線ど、ト院３の成
４ｆ６１復である。この第４図と第２図をλ・ｌ　Ｉ＋
ｉ＞ざ１！ると、第２図における支点Ａは下腕の中心４
ＨＩＬＪ、ｔｒｙド（では下腕３に、ロッドの先端１３
はＩ−腕の先※さａ′に、固定点Ｃは接点（Ｊ　ａに、
バネ５ｕｉｔ第１の１−工−ン１１に、距１ｔｌｔａｔ
よ距ｆｉ１．ａ’ｌ２、荷ΦＷは伺中Ｗ′に対応りる。

また第４図におい（、第２の、−プロケラ１−１０と第
３のスジ［−１ケツ１−１３の肖１￥の比か２：１であ
るから、バネ１６のバネ力のＶ２の張力が第１のヂＪ゛
−ン１１に与えられている。

」：記の点と第２図に基づいて説明しＬ７バネ・バラン
スの原理を考Ｉａするとバネ１Ｇのバネ定数に′をに’
　＝２　Ｘ　Ｗ’　／ａ　’　・・・（２）とづれば下
腕３はバランスさけることができることがわかる。ここ
で上記距＃ｌａ’ｌよロボツ１−の腕３がこの軸４を中
心として旋回づ゛ることに従って変化するがこの変化は
下腕３のバランスをくずＪはと大きくはない。よっ【下
腕３を上ｎｔ！／’＋度θ′に関係なく任意の位置でバ
ランスさμることができる。

なお第２図中の（１へ成のうり、第２のスジロノノット
１０ど第３のスプロケット１３の直径の比は２：１に限
定りる必要はなく、Ｙ：１にし【上記（２）式で示Ｊ゛
バネ定数に′を に’　＝Ｙ　Ｘ　Ｗ’　／ａ、’ にすれば同様の効果を得られる。またスプロケット９，
１０，１３．１４を「−１−ラに、チ１−ン１１．１５
をロープに、ピン１２を他の固定具に、それぞれ変えて
もまったく同様の効果を得られる。

以上説明したように本発明にＪ、れば、簡単な構成のバ
ネバランス機構を■」ボットの下腕に適用りることによ
り、上記下腕を任意の位置で静止さぼることができ、１
−１ホッ１−の腕の直接教示を操作者がおこなう場合、
作業中にロボットの腕を操作者が支えている必要がなく
なり、操作者の負担を低減できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は多関節］」ボッ１〜のｉし面図、第２図は本発
明によるロボットの腕のバランス機構を承り１１面図、
第３図はバネバランスのＩ皇］！ｌ！を説明りる説明図
、第４図は第２図の概略図０ある。 ２・・・旋回部　３・・・下腕　１・・・１・ｈ！の軸
４ａ・・・下腕の軸の中心　５・・・−１腕６・・・上
腕の軸　８・・・支（１ ９・・・第１のスプロケット １０・・・第２のスジロケッ１〜 １１・・・第１のチェーン １３・・・第３のスジ【」クツ１〜 １４・・・第４のスジロケッ１〜　中ヤー≠幸１５・・
・＄２のチェ一ン　１６　・・・パ羊出願人　株式会社
　神　戸　製　鋼　所出願人　神　鋼　電　機　株式会
２＋ 代理人　弁理士　斎　藤　春　弥

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 多関節ロボットの旋回部」、に支柱を設り、第１のスプ
   ロケッ１〜を上記ロボッＩ・の上腕の軸の中心から水平
   面に対して垂直上りに中心が位ｉｉｌ？、　ｉるにうに
   上記支柱に回転を束縛して設け、第２のスプロケットを
   上記のロボッ］への上腕の軸に回転自在に設置し、第１
   のチ］−ンの一端を上記第１のスプ【」ケラトに、他端
   を上記第２のスプロケットにそれぞれ巻きつけ固定し、
   第３のスノロケッｉ・を上記第２のスプロケットに中心
   を一致させ固定設置し、第４のスプロケツ１〜を下腕の
   軸に回転自在に設置し、上記第３のスプロケットに第２
   のヂエーンの一端を、上記第１のｆエージによる第２の
   スプロケットの回転力を減づる方向に巻きつけ固定し、
   他端を上記第４のスプロケットを介してバネの一端に接
   続し、上記バネの他端を任意の位置に固定したロボッ１
   〜の腕のバランスｌＥｕ　ｌｎ５゜