JPS61121894A

JPS61121894A - 手首機構

Info

Publication number: JPS61121894A
Application number: JP24135584A
Authority: JP
Inventors: 典之内海
Original assignee: Tokico Ltd
Current assignee: Tokico Ltd
Priority date: 1984-11-15
Filing date: 1984-11-15
Publication date: 1986-06-09
Also published as: JPH0480798B2

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）本発明は工業用ロボットのアームの先端等に取り付けら
れる手首機構に関する。

〔従来技術〕

従来、工業用ロボットのアームには屈曲可能とされた手
首機構が設けられている。この手首機構の一例として実
開昭５６−１６０７９０号公報に開示されたものが知ら
れている。このものは、第５図に示すように、ロボット
本体に取り付けられたベース体１に自在継手２を介して
多数のリンク（基本アーム）３を連結し、先端に作業具
４を設け、シリンダ機構５を縮小作動させることにより
第６図に示すように手首機構を屈曲させることができる
ようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

この従来の手首機構は、多数のリンク、自在継手を用い
るので、構造が複雑で大形となり、作業範囲が狭く、粉
塵等が侵入し易いためダストカバーを要し、しかも剛性
が不十分であるという問題点を有している。

この発明は従来のものがもつ以上のような問題点を解消
した手首Ｒ構を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明の構成を、第１図及び第２図を参照しながら説
明する。第１図に示すように両端部材１１．１２間に複
数の中間部材１３，１４．１５を介在させてこれら複数
の中間部材１３．１４．１５及び両端部材１１．１２が
直列にかつ相互に相対回転可能に配列されている。複数
の中間部材１３．１４．１５は、両端部材１１．１２の
一方即ち端部材１１の軸線１６に対し順次ジグザグ状に
交差する複数の軸１７，１８，１９．２０のそれぞれを
中心にそれぞれ回転自在とされ、これら複数の中間部材
１３，１４．１５及び両端部材１１゜１２は第１の連結
手段（例えば歯車２１．２２゜２３．２４等）２５及び
第２の連結手段（例えば歯車２６，２７．２８．２９等
＞３０により連結されている。第１の連結手段２５には
、両端部材の一方（例えば端部材１１）に設けられた第
１の回転駆動機構３１が連結され、第２の連結手段３０
には、両端部材の一方（例えば端部材１１）に設けられ
た第２の回転駆動機構３２が連結されており、これら第
１．第２の回転駆動機構３１，３２により両端部材１１
．１２及び複数の中間部材を相対回転可能としている。

〔作用〕

第１図に示した手首機構は次のようにして使用する。両
端部材の一方（＠部材１１）を例えば工業用ロボットの
アーム３３に固定して第１の回転駆動機構３１を軸線１
６を中心に回転させると、この回転力は、歯車２１．２
２を介して中間部材１３に伝わり、この中間部材１３を
回転させ、さらにこの回転力は歯車２３．２４を介して
中間部“材１５に伝わり、この中間部材１５を回転させ
る。

また、第１の回転駆動機構３１を例えば工業用ロボット
のアーム３３に固定して第２の回転駆動機構３２を軸線
１６を中心に回転させると、この回転力は、一方の端部
材１１に伝わり、この一方の端部材１１を回転させ、そ
の回転力は歯車２６゜２７を介して中間部材１４に伝わ
りこの中心部材１４を回転させ、ざらにこの回転力は歯
車２８゜２つを介して両端部材の他方（＠部材１２）に
伝わり、この端部材１２を回転させる。

ここで、第１の回転駆動機構３１を作動させて端部材１
１に対して中間部材１３を１８０°回転させると第２図
に示す状態となる。このとき、端部材１２の先端部に設
けられた手先の方向Ｆ７Ｐ１は、第１の回転駆動機構３
１の回転に伴い、継続的に変化する。

また、第１．第２の回転駆動機構３１．３２を独立して
制御すれば、端部材の先端の手先７Ｐ１の方向を任意の
方向へ向けることができる。

（発明の効果〕手首の先端を手首の根本側へ巻き込む状態にまで向ける
ことができ、手首の柔軟性が高く、作業範囲が広くなる
。また、両端部材及び中間部材を円筒状にすることがで
きるので剛性を大とすることができ、しかも小形、゛軽
量とすることができ、動力伝達殿構が露出しないので防
塵溝造とし易く、ダストカバーを省略することができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第３図に基づいて説明する。

第３図中４１は手首機構の構成部材である一方の端部材
であり、４２は他方の端部材である。両端部材４１．４
２は円筒部材からなっており、これら両端部材４１．４
２間には円筒部材からなる複数の中間部材即ち第１中間
部材４３、第２中間部材４４、第３中間部材４５が介在
させられている。これら両端部材４１．４２、第１中間
部材４３、第２中間部材４４、第３中間部材４５の各隣
接端面は一方の端部材４１の軸線４６に対し所定角度傾
斜させられかつ対向させられており、両端部材４１，４
２、第１中間部材４３、第２中間部材４４、第３中間部
材４５は直列にかつ相互に回転可能に配設されている。

端部材４１は、中段４７を有しており、工業用ロボット
のアーム４８の先端に同軸状にかつベアリング４つを介
して回転自在に設けられた円筒軸（第２回転駆動別欄）
５０に、一体向に連結されている。円筒軸５０にリペア
リング５１を介して回転軸（第１回転駆動機構）５２が
同軸状にかつ回転自在に設けられている。回転軸５２の
先端は一方の端部材４１内に位置させられており、この
先端にはかさ歯車５３が固定して設けられている。

一方の端部材４１の中段４７には、一方の端部材４１の
軸線４６に対し所定の角度をもって交差する第１軸５４
が第１中間郡材４３内に延びて一体的に設けられている
。この第１軸５４は一方の端部材４１の傾斜面５５の略
中心を通りこの傾斜面５５と直交させられている。第１
軸５４にはかさ歯車５６が固定して取り付けられている
。

また、第１中間部材４３には、ベアリング５８ａを介し
て１軸５４に回転自在に嵌合された歯車５７が一体的に
取り付けられ、この歯車５７はベアリング５８ｂを介し
て一方の端部材４１に回転自在に取り付けられている。

歯車５７は前記かさ歯車５３に噛み合せられている。第
１中間部材４３は第１軸５４を中心に回転自在とされて
いる。

また、第２中間部材４４には、その側壁の内面より内部
に突出してブラケット５９が設けられている。ブラケッ
ト５つには、一方の端部材４１の軸線４６に対し所定の
角度をもって交差する第２軸６０が第１中間部材４３内
に延びて一体的に設けられている。第２軸６０は第２中
間部材４４の第１中間部材側傾斜面６１の略中心を通り
この傾斜面６１と直交させられている。第２軸６０には
かざ歯車６２が固定して取り付けられている。かさ歯車
６２は前記かさ歯車５６と噛み合せられている。また、
第１中間部材４３には、ベアリング６４ａを介して第２
軸６０に回転自在に嵌合された歯車６３が一体的に取り
付けられ、この歯車６３はベアリング６４ｂを介して第
２中間部材４４に回転自在に取り付けられている。また
、ブラケット５９には、一方の端部材４１の軸線４６に
対し所定の角度をもって交差する第３軸６５が第３中間
部材４５内に延びて一体的に設けられている。

第３軸６５は第２中間部材４４の第３中間部材側傾斜面
６６の略中心を通りこの傾斜面６６と直交させられてい
る。第３軸６５にはかさ歯車６７が固定して取り付けら
れている。第２中間部材４４は第２軸６０を中心に第２
軸６０と共に回転自在とされている。

また、第３中間部材４５には、ベアリング６９ａを介し
て第３軸６５に回転自在に嵌合された歯車６８が一体的
に取り付けられ、この歯車６８はベアリング６９ｂを介
して第２中間部材４４に回転自在に取り付けらけている
。歯車６８は前記歯車６３と噛み合せられている。

また、他方の端部材４２には中段７０が設けられ、この
中段７０には、一方の端部材４１の軸線４６に対し所定
の角度をもって交差する第４軸７１が第３中間部材４５
内に延びて一体的に設けられている。第４軸７１は他方
の端部材４２の第３中間部材側傾斜面７２の略中心を通
りこの傾斜面７２と直交させられている。第４軸７１に
はかさ歯車７３が固定して取り付けられており、このか
さ歯車７３は前記かさ歯車６７と噛み合せられている。

第４軸７１はベアリング７４を介して第３中間部材４５
に回転自在に連結されている。なお、第１軸５４．第２
軸６０．第３軸６５．第４軸７１は第３図に示すように
ジグザグ状に軸線４６と交差して設けられている。また
、他方の端部材４２の外端面には手先７５が設けられて
いる。また、円筒軸５０にはモータ（第２回転駆動機構
）７６が連結され、回転軸５２にはモータ（第１回転駆
動機構）７７が連結されている。なお、円筒軸５０とモ
ータ７６とにより第２回転駆動機構が構成され、回転軸
５２とモータ７７とにより第１回転駆動機構が構成され
ている。

次に、前記のように構成された手首機構の作用について
説明する。一方の端部材４１を回転しないようにアーム
４８に固定した状態で回転軸５２を第３図において矢印
六方向に所定角度回転させる。すると、かざ歯車５３．
歯車５７を介して第１中間部材４３が第１軸５４を中心
に第４図に示す状態に回転する。また、このとき、歯車
６３゜６８を介して第３中間部材４５が第３軸６５を中
心に第４図に示す状態に回転し、全体として第４図に示
す状態となる。叩ら、回転軸５２を所定回転角度回転さ
せると、一方の端部材４１（一方の端部材４１自体は回
転しない。）を含み、この端部材４１から偶数番目の端
部材、中間部材は回転軸５２の回転角度に対し一定比の
回転角度回転する。

また、回転軸５２を回転しないようにアーム４８に固定
した状態で円筒軸５０を第３図において矢印六方向に所
定回転角度回転させると、円筒軸５０と共に一方の端部
材４１が軸線４６を中心に回転する。またこのとき、か
さ歯車５６．６２を介して第２中間部材４４が第２軸６
０を中心に第２軸６０と共に回転し、さらにこのとき歯
車６７゜７３を介して他方の端部材４２が第４軸７１を
中心に回転する。これにより手先７５は所望の方向に向
けられる。即ち、回転軸５２を固定して円筒軸５０を所
定回転角度回転させると、一方の端部材４１（一方の端
部材４１自体が回転する。）を含み、この端部材４１か
ら奇数番目の端部材、中間部材は円筒軸５ｏの回転角度
に対し一定比の回転角度回転する。従って、円筒軸５０
９回転軸５２を適宜回転させることにより、手先７５の
方向を連続的に変化させることが可能であり、手首機構
構成部材の作動範囲を広くすることができ、この作動範
囲内において手先７５を任意の方向に向けることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係わる手首機構を示す側面図、第２図
はその手首機構が屈曲した状態を示す一部省略側面図、
第３図は本発明の一実施例を示す一部省略縦断側面図、
第４図はその手首機構が屈曲した状態を示す一部省略概
略側面図、第５図は従来の手首機構の概略側面図、第６
図はその手首機構が屈曲した状態を示す概略側面図であ
る。１１．１２・・・・・・端部材、１３．１４．１５・・
・・・・中間部材、１６．１７．１８．１９．２０・・
・・・・軸線、２５・・・・・・第１の連結手段、３ｏ
・・・・・・第２の連結手段、３１・・・・・・第１の
回転駆動機構、３２・・・・・・第２の回転部！ｌ］機
構、４１．４２・・・・・・端部材、４３・・・・・・
第１中間部材、４４・・・・・・第２中間部材、４５・
・・・・・第３中間部材、４６・・・・・・軸線、５０
・・・・・・円筒軸（第１回転駆！ｌ１機構）、５２・
・・・・・回転軸（第１回転駆動機構）、５４・・・・
・・第１軸、６０・・・・・・第２軸、６５・・・・・
・第３軸、７１・・・・・・第４軸、７５・・・・・・
手先、７６・・・・・・モータ（第２回転駆動機構）、
７７・・・・・・モータ（第１回転駆動機構）。第４図

Claims

【特許請求の範囲】

両端部材間に複数の中間部材を介在させて該複数の中間
部材及び前記両端部材を直列にかつ相互に相対回転可能
に配列し、前記両端部材の一方の軸線に対し順次ジグザ
グ状に交差する複数の軸のそれぞれを中心に前記複数の
中間部材をそれぞれ回転自在とし、該複数の中間部材及
び前記両端部材を連結する第１、第２の連結手段を設け
、該第１、第２の連結手段にそれぞれ連結された第１、
第２の回転駆動機構を前記両端部材の一方に設け、該第
１、第２の回転駆動機構により前記両端部材及び複数の
中間部材のそれぞれを相対回転可能としたことを特徴と
する手首機構。