JPS609697A - ロボツトの操作装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はロボットの操作装置に関する。

〈従来技術〉 従来、ロボットのアーム内に第１．第２．第３の回転軸
を回転可能に軸承し、各駆動手段からの回転をこの各回
転軸を介して操作ヘッドに伝え、半球面に亘る作動領域
に亘って操作ヘッドを動作させるものがある。

しかしながらかかる従来の装置では、第１．第２、第３
の回転軸と駆動手段との間を変速用ギア列によって連結
し、また第１．第２．第３の回転軸と操作ヘッドの間を
回転伝達用ギア列によって連結するようになっているた
め、この各ギア列においてバックラッシュが発生し、特
に上記従来装置のように第１．第２．第３の回転軸を同
軸配置したものでは、この各回転軸を半径方向に移動調
整してバンクラッシュを除去することができず、かかる
ギア列のバンクラッシュによって操作ヘッドな正確な位
置制御ができなかった。

〈発明の目的〉 本発明は、従来のこのような不具合を解消するためにな
されたもので、その目的とするところは前記ギア列のバ
ンクラッシュを除去して操作ヘッドならびにこの操作ヘ
ッドを装着する装着体を正確な位置に位置決めすること
である。

〈発明の構成〉 本発明はかかる目的を達成するためになされたもので、
第１．第２．第３の回転軸を順次その内孔内において半
径方向に変位可能に挿通した多重スリーブ構成とし、こ
の第２．第３の回転軸の少なくとも一方の端部を前記第
１の回転軸を軸承するアームとは独立した軸受体によっ
て回転可能に軸承し、この軸受体に前記第２．第３の回
転軸を半径方向に移動してその端部に取付けられたギア
と前記変速用ギア列を構成するギアとの噛合いを調整す
る調整機構を設けたことを特徴とするロボットの操作装
置に関する。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、１０ばロボットのアームで、このアー
ム１０にはベアリングにより中空形状の第１の回転軸１
１が中心軸線！１を中心として回転可能に軸承されてい
る。この第１の回転軸１１にはその先端部にリヤケーシ
ング１５が固定され、このリヤケーシング１５に前記中
心軸線１１に対して傾きをもって傾斜軸１６が取付けら
れている。

この傾斜軸１６にフロントケーシング１７がその傾斜軸
線１２を中心として回転可能に軸承され、このフロント
ケーシング１７に前記中心軸線β１を中心として回転可
能に装着体１８が軸承されている。この装着体１８は中
心部に装着穴１９を有し、この装着穴１９に操作ハンド
（図示省略）を装着するようになっている。

また前記リヤケーシング１５には中空形状の第２の回転
軸１２が前記中心軸線１１に対して半径方向に８１だけ
偏向した中心軸線ｍ１を中心として回転可能にかつその
偏心量ε１を調整可能に挿通されている。この第２の回
転軸１２は前記リヤケーシング１５内に突入し、その先
端部はギア列を介してフロントケーシング１７に連結さ
れている。すなわぢ第２の回転軸１２にはその先端にヘ
ベルギア２６が固着され、このベベルギア２６はフロン
トケーシング１７の下面に固着されたベベルギア２７に
噛合されている。従ってこの第２の回転軸１２０回転は
ヘベルギア２６、ベベルギア２７を介してフロントケー
シング１７に伝達され、フロントケーシング１７を前記
傾斜軸線β２を中心として回転させるようになっている
。

さらに第２の回転軸１２には第３の回転軸１３が前記中
心軸線ｍ１に対して半径方向に８２だけ偏向した中心軸
線ｎ１を中心として回転可能にかつその偏心量ε２を調
整可能に挿通されている。

この第３の回転軸１３ばその先端に固着されたベベルギ
ア３０、前記傾斜軸１６に軸承されたベベルギア３１．
３２ならびにヘベルギア３３を介して前記装着体１８に
連結され、前記第３の回転軸１３の回転をこれらギア３
０，３１，３２．．３３を介して装着体１８に伝達し、
この装着体１８を中心軸線！■を中心として回転させる
ようになっている。

一方アーム１０の後端には第２図に示すようにハウジン
グ４９が固定され、このハウジング４９内には第１．第
２．第３の駆動モータ５０，５１゜５２ならびに変速用
ギア列５３が内蔵されている。

この変速用ギア列５３は多数のギアの組合わせからなり
、前記第１．第２．第３の駆動モータ５０゜５１．５２
の回転を変速して前記第１の回転軸１１、第２の回転軸
１２．第３の回転軸１３にそれぞれ伝達するようになっ
ている。

すなわち、前記ハウジング４９には回転スリーブ５５が
回転自在に軸承され、この回転スリーブ５５には第３図
に示すようにその軸線より偏心した位置において支持軸
５６が回転可能に軸承されている。この支持軸５６はそ
の両端にギア５７゜５８が固着され、その一方のギア５
７は前記第１の回転軸１１上のギア５９と噛合され、ま
た他方のギア５８は第１の駆動モーフ５０の出力軸上の
ギア６０と噛合されている。従ってこの第１の駆動モー
タ５０の回転はこのギア６０．５８，５７゜５９を介し
て第１の回転軸１１に伝達され、この第１の回転軸１１
を中心軸線１１を中心として回転されるようになってい
る。

なお、前記回転スリーブ５５には第３図に示すように半
円形の切欠６２が形成され、この切欠６２に一対の調整
ねじ６３が当接されている。この調整ねじ６３の調整に
よって支持軸５６は回転スリーブ５５の軸線を中心とし
て公転され、ギア５７とギア５９間のバンクラッシュを
調整できるようになっている。

また、前記第１の回転軸１１ならびにハウジング４９間
には中心軸線ｌｌ上において伝導軸６５が回転可能に軸
承されている。この伝導軸６５にはその両端にギア６６
．６７が固着され、この一方のギア６６は前記第２の回
転軸１２上のギア６８と噛合され、また他方のギア６７
は第２の駆動モータ５１の出力軸上のギア６９と噛合さ
れている。従ってこの第２の駆動モータ５１の回転はこ
のギア６９，６７、ならびに遊星ギア機構を構成するギ
ア６６、．６８を介して第２の回転軸１２に伝達され、
この第２の回転軸１２を中心軸線ｍ１を中心として回転
させるようになっている。

前記伝導軸６５上にはさらに伝導スリーブ７１が回転可
能に軸承されている。この伝導スリーブ７１はその両端
にギア７２．７３が一体形成され、この一方のギア７２
は前記第３の回転軸１３上のギア７４と噛合され、他方
のギア７３は前記第３の駆動モータ５２の出力軸上のギ
ア７５と噛合されている。従ってこの第３の駆動モータ
５２の回転はこのギア７５．７３ならびに遊星ギア機構
を構成するギア７２．７４を介して第３の回転軸１３に
伝えられ、この第３の回転軸１３を中心軸線ｎ１を中心
として回転させるようになっている。

前記第１の回転軸１１の側端面には前記ギア５９ととも
に軸受体８０．８１が固定ボルト８２゜８３によって固
定されている。この軸受体８０゜８１は第３図ないし第
５図に示すように円周上適当箇所に割り溝８４．８５を
有する円筒形状をなしかつその先端にそれぞれ弾性変形
部８６．８７を介して弾性変形可能な軸受部８８．８９
が形成され、この軸受部８８．８９に前記第２の回転軸
１２、第３の回転軸１３の後端部がそれぞれ回転可能に
軸承されている。

従って前記固定ボルト８３をゆるめた状態で割りｉ８４
，８５部分に設けられた押しボルト９０゜９１ならびに
引きボルト９２．９３を操作することで軸受部８８．８
９はそれぞれ半径方向に変位され、ギア６８．ギア６６
間ならびにギア７４゜ギア７２間のバンクラッシュを個
々に調整できるようになっている。

なお、第６図において９４，９５．９６は調整ねしであ
る。この調整ねし９４，９５．９６を調整することで第
１の駆動モータ５０、第２の駆動モータ５１、第３の駆
動モータ５２の取付位置が調整され、ギア６０．５８間
、ギア６９．６７間ならびにギア７５．７３間のハック
ラッシュの８周整ができる。

本発明装置は上記のように構成されているので、第１の
駆動モータ５０を回転することで、この回転はギア６０
，５８，５７．５９を介して原則して第１の回転軸１１
に伝えられ、その結果第１の回転軸１１ば中心軸線１１
を中心として回転され、また第２の駆動モータ５１を回
転することで、この回転はギア６９，６７．６６．６８
に伝達され、そして、第２の回転軸１２を中心軸線ｍ１
を中心として回転させ、さらにギア２６．２７を介して
フロントケーシング１７に伝えられ、その結果フロント
ケーシング１７は中心軸線１２を中心として回転される
。そしてこの２つの回転運動を組合わせることで装着体
１８に装着される操作ヘッドの作動領域をほぼ球面とす
ることができ、さらに第３の駆動モータ５２を回転する
ことで、この回転はギア７５，７３，７２．７４に伝達
され、そして第３の回転軸１３を中心軸線ｎ１を中心と
して回転させ、さらにギア３０，３Ｌ　３２，３３を介
して減速して装着体１８に伝えられ、前記装着体１８な
らびに操作ヘッドは前記球面の法線を中心として回転さ
れる。

ところでかかる操作装置では、中心軸線！■に対してε
１あるいはε２だけ偏心した中心軸線ｍｌ、中心軸線ｎ
ｌ上において第２の回転軸１２、第３の回転軸１３を回
転可能に軸承しているため、装着体１８ならびにこれに
装着される操作ヘッドを中心軸線β１付近まで移動させ
ることができ、リヤケーシング１５側の一部を除くぼぼ
全球面に亘る広い作動領域で作動させることができる。

また上記操作装置では、第１．第２ならびに第３の回転
軸１１，１２．１３への回転伝達手段として多数のギア
が使用されており、特に第２の回転軸１２、第３の回転
軸１３に回転を伝える手段としてギア６６．６８，７２
．．７４よりなる２組の遊星ギア機構が採用されており
、この遊星ギア機構においてバックラッシュが発生ずる
。しかるに本発明装置では押しポル）９０．９１および
引きポル）９２，９３を調整して軸受部８８．８９を弾
性変形させることで第２の回転軸１２、第３の回転軸１
３の一方の軸心位置が移動し、これによってギア６６．
６８問およびギア７２．７４間のバンクラッシュを容易
に除去することができる。

なお、この第２．第３の回転軸１２．１３の軸受スパン
は長いため、このバックラッシュＫＥ整に伴う第２．第
３の回転軸１２．１３の中心位置の変位は第２．第３の
回転軸１２．１３の弾性変形によって吸収される。従っ
て、このバックラッシュｉｌＪ！ｊ整に伴って第２．第
３の回転軸１２．１３の先端部の軸受部を移動調整する
必要は全（ない。

一方シム３５を交換することでベベルギア２６゜ベベル
ギア２７間のバックラッシュが除去でき、またナツト３
６を締付けることでベベルギア３０゜３１問およびベベ
ルギア３２．３３間のバックラッシュを除去することが
できる。

〈発明の効果〉 」二記詳述したように本発明装置は、第１．第２゜第３
の回転軸を順次その内孔内において半径方向に変位可能
に挿通した多重スリーブ構成とし、この第２．第３の回
転軸の少なくとも一方の端部を前記第１の回転軸を軸承
するアームとは独立した軸受体によって回転可能に軸承
し、この軸受体に前記第２．第３の回転軸を半径方向に
移動してその端部に取付けられたギアと前記変速用ギア
列を構成するギアとの噛合いを調整する調整機構を設け
た構成であるため、ギア列のバンクラッシュを除去して
操作ヘッドならびにこの操作ヘッドを装着する装着体を
正確な位置に位置決めすることができる利点を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は本発明の
ロボットのアームの先端部を示す縦断面図、第２図は本
発明のロボットのアームの後端部を示す縦断面図、第３
図は第２″図のｍ−ｍ線矢視断面図、第４図は第３図の
ＩＶ−ＩＶ線矢視断面図、第５図は第４図の■矢視図、
第６図は第２図の■−■線矢視断面図である。 １０・・・アーム、１１・・・第１の回転軸、１２・・
・第２の回転軸、１３・・・第３の回転軸、１５・・・
リヤケーシング、１７・・・フロントケーシング、１８
・・・装着体、５０・・・第１の駆動モータ、５１・・
・第２の駆動モータ、５２・・・第３の駆動モーフ、５
３・・・変速用ギア列、１１・・・中心軸線、ｍｌ・・
・中心軸線、ｎｌ・・・中心軸線。 特許出願人 豊田工機株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１１ロボットのアーム内に挿通されかつ駆動手段によ
   り変速用ギア列を介して回転駆動される第１の回転軸を
   有し、第１の回転軸の先端には内部に回転伝達用ギア列
   を収容するりャケーシングを一体的に固定し、このリア
   ケーシングには各駆動手段によりそれぞれ変速用ギヤ列
   を介して回転駆動される第２．第３の回転軸を挿通支持
   させ、この第２の回転軸の先端には前記第１の回転軸の
   回転軸線に対して傾斜する傾斜軸線を中心として前記リ
   ヤケーシングに回転可能に軸承されたフロントケーシン
   グを前記回転伝達用ギア列を介して連結し、第３の回転
   軸の先端に前記フロントケーシングに回転可能に軸承さ
   れた操作ヘッド装着用の装着体を前記回転伝達用ギア列
   を介して連結してなるロボットの操作装置において、前
   記第１．第２゜第３の回転軸を順次その内孔内において
   半径方向に変位可能に挿通した多重スリーブ構成とし、
   この第２．第３の回転軸の少なくとも一方の端部を前記
   第１の回転軸を軸承するアームとは独立した軸受体によ
   って回転可能に軸承し、この軸受体に前記第２．第３の
   回転軸を半径方向に移動してその端部に取付けられたギ
   アと前記変速用ギア列を構成するギアとの噛合いを調整
   する調整機構を設けたことを特徴とするロボットの操作
   装置。