JPS6094293A - ロボツトの関節構造 - 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】 る。

一般に，ロボットのアーム等の関節部は２物体の搬送あ
るいはパリ取りなどのように，外部から抗力を受けても
，この抗力に影響されずに，指示された位置からずれる
ことなく作業を行う機能。

いわゆる「剛性の高い制御機能」を有するものと。

組立ロボ，１・のように、関節部にやわらかさを持たせ
て，外部からの抗力に対して，追従するような機能いわ
ゆる「柔軟な制御機能」を有するものに大別することが
できる。

従来，」二記で述べたような「剛性の高い制御機能」と
「柔軟な制御機能」は互いに，相反する動角を必“〃と
するため，両（幾１′Ｊピを（！ｉｉ°Ｊえた関節部は
なかった。

本発明の目的は，「剛性の高い制御機能」と「柔軟な制
御機能」の両方の機能を持つロボットのアームの関節部
を提供することにある。

本発明によると，ロボットのアームを角度的に変位させ
るだめの関節構造において，駆動力をア−ムに伝達する
伝達機構と、緩衝部材と、この伝達機構と緩衝部材との
間の連結を側脚する制御機構とを有し、この制御機構に
よって、緩衝部材が伝達機構から１．７Ｊシ離された状
態では、アームは。

伝達機構と高い剛性で支持され２寸だ、緩衝部口が伝達
機構と連結された状態では、アームは、緩衝部材と伝達
機構を介して低い剛性で支持されるような０ボットの関
節構造が得られる。

以下７本発明の実施例について１図面を参照して説明す
る。図７Ｊ”％された関節は複数のアームを連結するた
めに使用さＪｌ、ここでは、第１番目のアーム部の本体
に固定され、第（ｉ＋１）番目のアーム部（図示せず）
を角度的に変位させるものとする。第（ｉ−１１）番目
のアーム部を駆動する１駆動力は第ｊ番目のアーム部に
固定されたモータ１から与えられる。モ〜り１は、チェ
ーン２を介して。

いわゆるハーモニ、ラドライブ３０入力軸４に連結され
ている。このハーモニックドライブ３は。

楕円状のカムとその外周にはめたボールベアリングによ
って構成されているいわゆるウェーブジェネレータ５と
、ウェーブジェネレータの外側に位置伺けられ、薄肉、
カップ状の金属弾１生体よりなるいわゆるフレクススプ
ライン６を有している。

このフレクススプライン６の外周には、インぎり一一ト
歯形の歯がきざまれている。更に、ハーモニックドライ
ブ３は剛体でリング状をなし、内周にフレタススプライ
ン６と同じピッチで且つ、フレクススプライン６よシ多
くの歯がきざまれている。いわゆるサーキュラスプライ
ン７を備えている。そして、ハーモニックドライブ３の
サーキュラスプライン７には、第（ｉ＋１）番目のアー
ム部（以下、単にアーム部と呼ぶ）が連結されている。

さらに、ハーモニックドライブ３のフレタススプライン
６にはシャフト軸９が結合され、このシャフト軸９には
アーム本体１１に結合されたばね８が連結している。ま
た、シャフト軸９は、電磁ブレーキ１０によって、固定
状態と可動状態に切シ換えることができるようになって
いる。

次に、この関節構造の動作について説明する。

電磁ブレーキ１０によってシャフト軸９を固定した状態
において、モータ１によりアース・部を任意の角度に位
置決めした状態とし、アーム部に外力が作用した場合、
シャフト軸９が固定されているだめ、ンヤノトｉｌｌ＋
　９に結合されているフレクススプライン６は１回転的
変位をすることができない。

よってアーム部の角度は、当初位置決めされた角度から
変化することシ１．々い。

電磁プレーＡ′Ｉ　Ｏに、１：ってシャフト軸９を可動
状態とし、モーり１に、１．リア〜ム部を任意の角度に
位置決めした状態において、アーム部に外力が作用した
場合にｔｉｔ　、　゛リ−−キュラスプライン７及びフ
レクススゾライン６によって、その外力によるアーム部
の変ずＩ′１′、が回転的変位となって、シャフト軸９
へ伝達される。と仁ろがシャフト軸９には。

アース、本体１Ｊに結合しているはね８が連結している
ので、アース・部に加わった外力に応じて、ばね８がた
わむ。そして、アーム部の角度的変位は。

ばね８の抗力とアーム部に加わった外力がつり合った位
置で安定に保たれる。

以上説明したように１本発明では、ロボットのアームを
角度的に変位させるだめの関節機造において、駆動力を
アームへ伝達する伝達機構と、緩衝部材と、伝達機構と
緩衝部材との間の連結を制御する制御１１機構を有して
いる。この制御機構によって、緩衝部材が伝達機構から
切り離された状態においては、アームと高い剛性で支持
され、また。

緩衝部材が伝達機構と連結された状態においては。

アームは、緩衝部材と伝達機構を介して低い剛性で支持
される。したがって、この関節構造をロボットのアーム
に用いれば、「剛性の高い制御機能」及び「柔軟な制御
機能」の両機能を持つことができるので、従来のように
１作業の性質に応じて。

「剛性の高い制御機能」を有するロボットのアーム、あ
るいは「柔軟な制量機能」を有するロガボットのアーム
を別に用いるとと々く１作業の内容によって、ロボット
のアームの関節構造の剛性の高低を切り換えることによ
って、同一のロボットのアームによって、剛性の高い作
業及び柔軟な作業の両方に対応できる。

なお、実施例では、複数量のアーム部が縦続に接続され
た場合を想定して説、明したが、固定された支持台上に
関節を設け、この関節に単一のアーム部を連結する場合
にも２本発明は適用できる。

【図面の簡単な説明】

図面は２本発明によるロボットの関節構造の１実施例で
ある原理図を表わすものである。 １・・・モータ、２・・・チェーン、３・・・ハーモニ
ックドライブ、４・・・入力軸、５・・・ウェーブジェ
ネレータ、６・・・フレクススプライン、７・・・サー
キーラスプライン、８　ばね、９・・・シャフト軸、１
０・・・電磁ブレーキ、１１・・アーム本体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　口＋ｋ”　ノドのアームを角度的に変位させるだ
   めの関節構造において、予め定められた回転軸を備え、
   該回転ｒｌ（ｌＩに加わる駆動力を前記アームに伝達す
   る伝達機構と、緩衝部（Ａと、前記伝達機構と前記緩衝
   部４Ａとの間の連結を制御する制御機構とを有し、前記
   制ｍ１１機構により、前記緩衝部拐が前記伝達機構から
   実質的に切り離された状伸では。 前記アーノ、Ｑ、１、前記区達（幾構と高い剛性て支持
   され。 他方、前記緩挿ｆ部月が前記伝達機構と連結された状態
   では、前記アームは前記緩衝部材と前記伝達機構を介し
   て低い剛性で支持されることを特徴とスルロボットの関
   節構造。