JPS6048291A - 工業用ロボットの手首装置 - 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】 技術分野 本発明は工業用ロボットの手首装置に関し、更に詳しく
は、手首先端部がロボットアームに対して３軸周りの運
動を行なう手首装置の改良に関する。

従来技術と問題点 ロボソ１−アームに対して手首先端部が３軸周りの運動
を行なう従来の工業用ロボットの手首装置は、ロボット
アームに沿って配設した３つのシャフトにより３軸周り
の各回転駆動力を伝達せしめる構成となっているため、
シャフトに大型の傘歯車機構を連結する必要があり、手
首郡全体の重量増、大型化及びコストアンプを招いてい
た。

発明の目的 上記従来技術の欠点に鑑み、本発明は手首郡全体の重量
増、大型化及びコストアンプを招くことなく、ロボット
アームに対して手首先端部に３軸周りの運動を与えるこ
とができ、しかも、手首先端部に設けられるロボットハ
ンド、溶接用ガン等の作業用ツールがロボットアームと
干渉しにくく、また、該作業用ツールの座標位置計算を
単純化させることができる工業用ロボットの手首装置を
提供することを目的とする。

発明の構成 上記目的を達成するため、本発明は、ロボｙ　ｌ〜アー
ムの先端部に第１手首基部を該ロボットアームの長手方
向軸線に対し直交する第１軸線の周りに回動可能に軸支
せしめ、該第１手首基部に第２手首基部を前記第１軸線
に対し直角な方向に延び且つロボットアームの長手方向
軸線と同一平面」二に位置する第２軸線の周りに回動可
能に軸支セしめ、該第２手首基部に手首先端部を前記第
２軸線に対し直交し且つ前記第１軸線と同一平面上に位
置する第３軸線の周りに回動可能に軸支せしめ、前記第
１軸線周りに回動可能に配設した第１、第２及び第３の
回転体をそれぞれ前記第１手首基部、第２手首基部及び
手首先端部に連動可能に連結せしめ、前記第１、第２及
び第３の回転体に回転動力を伝えるための巻掛は伝動部
材をそれぞれ前記ロボットアームの長手方向に沿って配
設したことを特徴とする工業用ロボットの手首装置を提
供する。

実施例 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すものであ
る。第１図を参照すると、工業用ロボットは固定胴部１
０と該固定胴部１ｏに対してθ方向に回動可能な可動胴
部１１と該可動胴部１１に対してＷ方向に回動可能な第
１７−ム１２と該第１アーム１２に対してＵ方向に回動
可能な第２７−ム１３とを備えている。１４は可動胴部
１１を回転駆動するためのモータ、１５は第１アーム１
２を回転駆動するためのモータ、１６は第２７−ム１３
を回転駆動するためのモータである。

第２７−ム１３の先端部には符号２０で概括的に示す手
首装置が設けられている。手首装置２゜は第２図及び第
３図にも示されているように、第１手首基部２１と第２
手首基部２２と手首先端部２３とを備えている。

第１手首基部２１は、第２アーム１３の先端部に対し第
１軸線０１周りにα３方向に回動可能に軸支されている
。第２手首基部２２は第１手首基部２１に対し第２軸線
０２周りにα２方向に回動可能に軸支されている。手首
先端部２３は第２手首基部２２に対し第３軸線０３周り
にα１方向に回動可能に軸支されている。

第１軸線Ｃ１は第２７−ム１３の長平方向軸線Ｃｏに対
し直交している。第２軸線Ｃ２は第１ｉｌｉＩＩＩ線Ｃ
１に対し直角な方向に延びており、且つ、第２アーム１
３の長手方向軸線Ｃｏと同一平面上に位置している。こ
こでは、第２軸線ｃ２は第１軸線Ｃ１と平行な軸線Ｃ４
に対し直交している。第３軸線Ｃ３は第２軸線Ｃ２に対
し直交しており、且つ、第１軸線Ｃ１と同一平面上に位
置している。

第３図を参照すると、第２アーム１３の先端部内には第
１．第２及び第３の回転体としての第１、第２、第３ス
プロケット２４，２５．２６が第１軸線Ｃ１の周りに回
動可能に配設されている。

第２アーム１３内には第１、第２及び第３のスプロケッ
ト２４，２５．２６に回転動力を伝えるための巻掛は伝
動部材としてのチェノ２７．２８゜２９がそれぞれ第２
アーム１３の長手方向に沿って配設され”ζおり、チェ
ノ２７，２８．２９はそれぞれ図示しないスプロケット
及び減速機構を介して駆動用モータ３０，３１．３２　
（第１図参照）の出力軸に連結されている。ここでは、
駆動モータ３０，３１．３２は第２７−ムＩ３の後端部
に設けられているが、第１アームに設けるようにしても
よい。

第１スプロケツ］・２４は第２アーム１３の先端ａトー
側に軸支され且つ第１手首基部２１の一側に固定された
中空の第１支軸３３に固定されて、いる。

第２スプロケツト２５は第２７−ム１３の先端部他側に
軸支された中空の第２支軸３４に固定されており、該１
２支軸３４は第１の回転伝達機Ｉｆ３５を介して手首先
端部２３に連結されている。第３スプロケツト２Ｇは第
１スプロケツト２４と第２スプロケソＩ−２５との間に
配置されており、第３スプロケツトは中空の第１支軸３
３内を貫通して延びる第３支軸３６に固定されている。

該第３支軸３Ｇは第２の回転伝達機ｆ＃３７を介して第
２手首基部２２に連結されている。

第１の回転伝達機構３５は第２支軸３４に固定された歯
車３８を備えており、この歯車３８は中間歯車３９を介
して歯車４０に連結されている。

歯車４０は第１手首基部２１に対し軸線Ｃ４の周りに回
動可能に軸支されている。歯車４０は順次傘歯車４１，
４２，４３．４４を介して手首先端部２３に連結されて
いる。

第２の回転伝達機構３７は第３支軸３６に固定された歯
車４５を備えており、この歯車４５は中間歯車４６を介
して歯車４７に連結されている。

歯車４７は歯車４０と同心に配置されていて、第１手首
基部２１及び歯車４０に回動可能に軸支されている。歯
車４７は順次傘歯車４８．４９を介して第２手首基部２
２の軸部５０に連結されている。第２手首基部２２の軸
部５０は第１手首基部２１に対し第２軸線Ｃ２の周りに
回動するように軸支されている。この軸部５０は中空軸
となっており、第１の回転伝達機構３５の傘歯車４２，
４３を支持する軸部５Ｉがこの中空状軸部５０内に回動
可能に支持されている。

Ｂｌ−ｒ３２ｏばそれぞれボールベアリングを示ず。

以上のような構成であるから、上記実施例に係る工業用
ロボットの手首装置によれば、チェノ２７を介して第１
スプロケツト２４に回転駆動力が加えられたときには第
１手首基部２１が第１軸線Ｃ１周りにα３方向に回転す
る。また、チェノ２９を介して第３スプロケツト２６に
回転駆動力が加えられたときには第２手首基部２２が第
２軸線０２周りにα２方向に回転する。更に、チェノ２
８を介して第２スプロケツト２５に回転駆動力が加えら
れたときには手首先端部２３が第３軸線ｃ３周りにα１
方向に回転する。従って、手首先端部２３はロボットア
ームの第２アーム１３に対して第１．第２及び第３軸線
Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の周りに３軸運動することができる。

手首先端部２３の３軸周りの駆動力を第２アーム１３側
から手首装置２ｏに伝達する場合、先ず、第１軸線０１
周りの回転に変換する必要があるが、に記構酸によれば
、第１軸線０１周りに回動可能に配設した３つのスプロ
ケット２４，２５．２６ニチエ７２７，２８．２９を掛
は渡すだけで達成されるので、構造が非常に簡略化され
ることとなる。従って、手首装置全体及び回転駆動力伝
達系全体の重量が非常に軽くなる。また、部品数も少な
くなるので安価に提供できることとなる。

上記構成の手首装置２ｏの場合、ロボットアームの第２
アーム１３に対して手首先端部２３がオフセントしてい
ないので、手首先端部２３は、第１軸線０１周りの第１
手首基部２１の角度位置とは無関係にα２方向に所定角
度範囲内の運動を行なうことができる。即ち、第２軸線
０２周りの手首先端部２３の許容回転角度範囲が第１手
首基部２１の第１軸線０１周りの角度位置によって変動
することはない。したがって、運動制御プログラムの作
成が容易になるとともに、手首先端部２３に取り付けら
れるロボットハンド、溶接用ガン、塗装用ガン等の作業
用ツールがロボットアームに衝突したりする危険性がな
くなる。

一方、ロボットアームの第２アーム１３に対し０ て手首先端部２３がオフセソトシていないので、その分
だけ工業用１７ボソＩ・の出力端即ち作業用ツールの座
標位ｉｉ＆４１Ｗの手間が省けることとなり、制御プロ
グラムの作成が容易になる。

以上一実施例につき説明したが、本発明は上記実施例の
態様のめに限定されるものではなく、例えば、歯車４７
の回転を傘歯車４２側に伝達させて手値先端部２３に連
結し、一方、歯車４０の回転を傘歯車４９側に伝達させ
て第２手首基部２２に連結するように構成しても上記実
施例と同様の作用効果が１与られる。

史に、本発明における第１．第２及び第３の回転体はス
プロケットに限られず、例えばプーリ等であってもよい
。そして、巻１１し」伝動部材はチェノとロンドとの組
合せ体や歯付きベルト等のベルト手段などであってもよ
い。

発明の効果 以−１−の説明から明らかなように、本発明によれば、
１１ポットアームに対し°ζ、巻掛は伝動部月を利用し
た駆動による手首装置の３軸運動を行わせることができ
るから、回転伝達系の構造が簡略化し、重量の軽減及び
コストダウンを図ることができるようになる。

しかも、手首先端部がロボットアームに対してオフセソ
］・シていない構成であるので、手首先端部に取り付け
られるロボットハンド等の作業用ツールの運動自由度が
ロボットアームに対する第１手首基部の角度位置によっ
て変動することがなくなる。したがって、制御プログラ
ムの作成がよういになるとともに、作業用ツールがロボ
ソ］・アームに衝突する危険性を回避することができる
よ・うになる。また、手首先端部がロボットアームに対
してオフセットしていないので、手首先端部に設けられ
る作業用ツールの座標位置計算の手間を省くことができ
るようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す工業用ロボット全体の
斜視図、第２図は第１図に示す工業用ロボットの手首装
置の拡大側面図、第３囲ロボットの手首装置内部の構成
を示す第２図中１ １ｎ　＝ＩＩＩ線に沿った断面線図である。 １３−第２アーム（ロボットアーム）、２０　手１１装
置、 ２１−第１手首基部、 ２２−第２手首基部、 ２３−手首先端部、 ２４、２５．２６−スプロケット（回転体）、２７、２
８．２９−−チェノ（巻掛は伝動部材）、３３−第１支
軸、 ３４−第２支軸、 ３５−第１回転伝達機構、 ３６−第３支軸、 ３７−第２回転伝達機構、 Ｃ１　−第１軸線、 Ｃ２−第２軸線、 ０３　−第３軸線。 ３ ２ 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　ロボットアームの先端部に第１手首基部を該ロボ
   ットアームの長手方向軸線に対し直交する第１軸線の周
   りに回動可能に軸支せしめ、該第１手首基部に第２手首
   基部を前記第１軸線に対し直角な方向に延び且つロボッ
   トアームの長手方向軸線と同一平面上に位置する第２軸
   線の周りに回動可能に軸支せしめ、該第２手首基部に手
   首先端部を前記第２軸線に対し直交し且つ前記第１軸線
   と同一平面上に位置する第３軸線の周りに回動可能に軸
   支せしめ、前記第１軸線周りに回動可能に配設した第１
   、第２及び第３の回転体をそれぞれ前記第１手首基部、
   第２手首基部及び手首先端部に連動可能に連結ゼしめ、
   前記第１、第２及び第３の回転体に回転動力を伝えるた
   めの巻掛は伝動部材をそれぞれ前記ロボットアームの長
   手方向に沿って配設したことを特徴とする工業用ロボッ
   トの手首装置。 ２、特許請求の範囲第１項において、前記第１手首基部
   に連結される第１回転体と前記手首先端部に連結される
   第２回転体との間に前記第２手首基部に連結される第３
   回転体が配置されており、前記第１回転体は前記ロボッ
   トアームの先端部−例に軸支され且つ前記第１手首基部
   の一例に固定された中空の第１支軸に固定されており、
   前記第２回転体は前記ロボットアームの先端部他側に軸
   支された第２支軸に固定されており、該第２支軸は第１
   の回転伝達機構を介して前記手首先端部に連結されてお
   り、前記第３回転体は中空の前記第１支軸内を貫通して
   延びる第３支軸に固定されており、該第３支軸は第２の
   回転伝達機構を介して前記第２手首基部に連結されてい
   ることを特徴とする工業用ロボットの手首装置。