JPS61146490A - 産業用ロボツトの手首機構 - Google Patents
産業用ロボツトの手首機構Info
- Publication number
- JPS61146490A JPS61146490A JP27040284A JP27040284A JPS61146490A JP S61146490 A JPS61146490 A JP S61146490A JP 27040284 A JP27040284 A JP 27040284A JP 27040284 A JP27040284 A JP 27040284A JP S61146490 A JPS61146490 A JP S61146490A
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- JP
- Japan
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- axis
- wrist
- shaft
- spline
- industrial robot
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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。
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、産業用ロボットの手首における位置決めＪ自
由度の機構に関する。
由度の機構に関する。
垂直多関節産業用ロボッ）において、３次元空間を任意
の点に位置決めを行なうには、手首部での位置決め用３
自由度と姿勢制御用Ｊ自由度の計６自由度が必要不可欠
である。
の点に位置決めを行なうには、手首部での位置決め用３
自由度と姿勢制御用Ｊ自由度の計６自由度が必要不可欠
である。
すなわち、産業用ロボットの手首３軸において、その位
置決め精度、動作角度、動作速度が主にその機能を決定
づけるものである。
置決め精度、動作角度、動作速度が主にその機能を決定
づけるものである。
従来装置の一つの例では、手首Ｊ軸構造は、手首３軸全
て減速後であるため、位置決め精度の点で劣り、そのガ
タの除去、パックラッシェの調整が非常に困難であると
いう欠点を持つ。
て減速後であるため、位置決め精度の点で劣り、そのガ
タの除去、パックラッシェの調整が非常に困難であると
いう欠点を持つ。
一方、従来装置の他の例のように、全ての減速機を手首
部に配備する構造では、減速後の伝達系が少な（なると
ともに、駆動伝達系の各種ガタ。
部に配備する構造では、減速後の伝達系が少な（なると
ともに、駆動伝達系の各種ガタ。
パックラッシェ等を全て減速機を介して減速比分の−に
でき、位置決め精度の向上がはかれるが、その反面構造
が複雑になり１手首の動作角度においては軸とアームと
が干渉を起こすことがあり、手首の動作範囲を狭くする
恐れが生じる。
でき、位置決め精度の向上がはかれるが、その反面構造
が複雑になり１手首の動作角度においては軸とアームと
が干渉を起こすことがあり、手首の動作範囲を狭くする
恐れが生じる。
ことにおいて本発明は、従来装置の難点を克服し、さら
に占有空間が少なくコンパクトな産業用ロボットの手首
機構を提供することを、その目的とする。
に占有空間が少なくコンパクトな産業用ロボットの手首
機構を提供することを、その目的とする。
本発明は１手首先端部の加工具把持部を回転させる手首
第１軸（以下Ｒ／軸という）および手首先端部を傾動さ
せる手首膜コ軸（以下Ｒａ軸という）は、同一中心軸に
重ね合わせて配置された減速機にて手首内において減速
させ、手首全体を回転させる手首第Ｊ軸（以下Ｒａ軸と
いう）は手首外においてあらかじめ減速させるようにし
た産業用ロボットの手首機構である。
第１軸（以下Ｒ／軸という）および手首先端部を傾動さ
せる手首膜コ軸（以下Ｒａ軸という）は、同一中心軸に
重ね合わせて配置された減速機にて手首内において減速
させ、手首全体を回転させる手首第Ｊ軸（以下Ｒａ軸と
いう）は手首外においてあらかじめ減速させるようにし
た産業用ロボットの手首機構である。
はじめに１本発明に適用される減速機構（ハーモニック
ギア・ドライブ）について述べる。
ギア・ドライブ）について述べる。
この種装置の側断面図を第２図に表わし、そのｘ −ｘ
’線に沿５減速機構の平断面図を第３図に示す。
’線に沿５減速機構の平断面図を第３図に示す。
ハーモニックギア１０／は、第２図および第３図に示す
ように、たとえば、軸方向後部に速度位置検出機構を有
するフィードバックユニット１０１を取り付けた駆動モ
ータ１０りのモータ軸／１０などの入力軸にクエプジェ
ネレータハブ１０ｆ−ｈを介して連結され外周に楕円状
の軸受ｉｏｒを有する楕円状のウェーブジェネレータ１
０ＩＩと、前記軸受ＩＯ！の外周に嵌合され外周Ｖｃｎ
個のスプライン状の歯１０３＆をリング状に有する可撓
性の円形のフレクスプライン１０Ｊと、楕円状にたわん
だ前記７レクスプラインＩＯＪの外周に前記歯１０３
ｍの長軸側の一個所と噛み合わせて嵌合し、内周にｎよ
り複数個α多いスプライン状の歯１０２ ｍをリング状
に有する円状の固定サーキュラスプライン１０．２と、
この固定サーキュラスプライン１０コと並んで配設され
、固定サーキュラスプライン１０コと同様Ｋ、楕円状に
たわんだ前記フレクスプライン１０Ｊの外周に前記歯１
０３ ｍの長軸側のλ個所と噛み合わせて嵌合し、内周
にフレクスプライン１０３と同数のｎ個のスプライン状
の歯１０＆ ＆をリング状に有する円状の可動サーキュ
ラスプライン１０４とから構成され、たとえば前記固定
サーキュラスプライン１０コを固定し、前記可動サーキ
ュラスプライン１０４を前記入力軸と同心に図示しない
出力軸を連結した場合、前記ウェーブジェネレータ１０
４１を時計方向に７回転すると、可動サーキュラスプラ
イン１０６は前記フレクスプライン１０３とともに反時
計方向に前記固定サーキュラスプラインｉｏコとの歯数
差α分だけ回転する。逆に、前記可動サーキュラスプラ
イン１０１．を固定し、固定サーキュラスプライン／Ｑ
コを出力軸に連結した場合、前記ウェーブジェネレータ
１０Ｑが時計方向に１回転すると、固定サーキュラスプ
ライン１０２は時計方向に前記歯数差α分だけ回転する
。つまり前者の場合の速度比は、ウェーブジェネレータ
１０Ｑの回転方向とは逆方向にα２４となり、後者の場
合はウェーブジェネレータ１０ダの回転方向と同方向に
α／ （ｎ＋α）となる。
ように、たとえば、軸方向後部に速度位置検出機構を有
するフィードバックユニット１０１を取り付けた駆動モ
ータ１０りのモータ軸／１０などの入力軸にクエプジェ
ネレータハブ１０ｆ−ｈを介して連結され外周に楕円状
の軸受ｉｏｒを有する楕円状のウェーブジェネレータ１
０ＩＩと、前記軸受ＩＯ！の外周に嵌合され外周Ｖｃｎ
個のスプライン状の歯１０３＆をリング状に有する可撓
性の円形のフレクスプライン１０Ｊと、楕円状にたわん
だ前記７レクスプラインＩＯＪの外周に前記歯１０３
ｍの長軸側の一個所と噛み合わせて嵌合し、内周にｎよ
り複数個α多いスプライン状の歯１０２ ｍをリング状
に有する円状の固定サーキュラスプライン１０．２と、
この固定サーキュラスプライン１０コと並んで配設され
、固定サーキュラスプライン１０コと同様Ｋ、楕円状に
たわんだ前記フレクスプライン１０Ｊの外周に前記歯１
０３ ｍの長軸側のλ個所と噛み合わせて嵌合し、内周
にフレクスプライン１０３と同数のｎ個のスプライン状
の歯１０＆ ＆をリング状に有する円状の可動サーキュ
ラスプライン１０４とから構成され、たとえば前記固定
サーキュラスプライン１０コを固定し、前記可動サーキ
ュラスプライン１０４を前記入力軸と同心に図示しない
出力軸を連結した場合、前記ウェーブジェネレータ１０
４１を時計方向に７回転すると、可動サーキュラスプラ
イン１０６は前記フレクスプライン１０３とともに反時
計方向に前記固定サーキュラスプラインｉｏコとの歯数
差α分だけ回転する。逆に、前記可動サーキュラスプラ
イン１０１．を固定し、固定サーキュラスプライン／Ｑ
コを出力軸に連結した場合、前記ウェーブジェネレータ
１０Ｑが時計方向に１回転すると、固定サーキュラスプ
ライン１０２は時計方向に前記歯数差α分だけ回転する
。つまり前者の場合の速度比は、ウェーブジェネレータ
１０Ｑの回転方向とは逆方向にα２４となり、後者の場
合はウェーブジェネレータ１０ダの回転方向と同方向に
α／ （ｎ＋α）となる。
さて、本発明の一実施例における要部を断面で表わした
側面図を第１図に示す。
側面図を第１図に示す。
アーム１０に支持された軸受／／に回転自在に支承され
たＲｊ軸軸出力シャフト線、図示しないアーム後部に配
備された減速機により減速後の出力が伝達され、Ｒａ軸
を中心に手首全体を回転させる。
たＲｊ軸軸出力シャフト線、図示しないアーム後部に配
備された減速機により減速後の出力が伝達され、Ｒａ軸
を中心に手首全体を回転させる。
ＲＪ軸軸出力シッフ／上に固定されたハウジング９に支
持された軸受／ｌａ、／Ｉｌｂにより回転自在に支承さ
れたＲａ軸駆動用減速機６は、その入力側には減速前の
ＲＪ軸入カシャフトコからの動力を方向変換するＲλ軸
用高速ペペルギャダをそなえ、減速した出力は可動サー
キュラスプライン６ａから取り出され、Ｉｌ軸を中心に
して手首先端部を水平方向に回転させる。なお、６ｂは
前記ハウジング？に固定された固定サーキュラスプライ
ン、６ｃはそれぞれのサーキュラスプラインＡａ、６ｂ
とかみ合うフレクスプライン、６ｄは前記ベベルギヤ９
に連結されたウェーブジェネレータである。
持された軸受／ｌａ、／Ｉｌｂにより回転自在に支承さ
れたＲａ軸駆動用減速機６は、その入力側には減速前の
ＲＪ軸入カシャフトコからの動力を方向変換するＲλ軸
用高速ペペルギャダをそなえ、減速した出力は可動サー
キュラスプライン６ａから取り出され、Ｉｌ軸を中心に
して手首先端部を水平方向に回転させる。なお、６ｂは
前記ハウジング？に固定された固定サーキュラスプライ
ン、６ｃはそれぞれのサーキュラスプラインＡａ、６ｂ
とかみ合うフレクスプライン、６ｄは前記ベベルギヤ９
に連結されたウェーブジェネレータである。
Ｒ１軸駆動用減速機りは、Ｒ２軸駆動用減速機６の上部
内周に、軸受／ｋ ＆ 、 ／ｊ ｂ 、 ／！ｒ ｅ
を介して回転自在に支承され、その入力側には減速前の
Ｒ／軸人カシャフ）ｊからの動力を方向変換するＲ／軸
用高速ベベルギヤ３を設け、減速した出力は可動サーキ
ュラスプラインクａから取り出され、さらに動力の方向
変換を行な５Ｒ／軸用低速ベベルギヤを経て、Ｒａ軸に
軸受／４ｍ、／４ｂにより回転自在に支承された加工具
把持部１７、つまりＲ／軸を回転させる。なお、７ｂは
前記可動スプライン７ａにとりつけられた固定サーキユ
ラスプライン７ｃはそれぞれのサーキユラスプライン７
ｍ。
内周に、軸受／ｋ ＆ 、 ／ｊ ｂ 、 ／！ｒ ｅ
を介して回転自在に支承され、その入力側には減速前の
Ｒ／軸人カシャフ）ｊからの動力を方向変換するＲ／軸
用高速ベベルギヤ３を設け、減速した出力は可動サーキ
ュラスプラインクａから取り出され、さらに動力の方向
変換を行な５Ｒ／軸用低速ベベルギヤを経て、Ｒａ軸に
軸受／４ｍ、／４ｂにより回転自在に支承された加工具
把持部１７、つまりＲ／軸を回転させる。なお、７ｂは
前記可動スプライン７ａにとりつけられた固定サーキユ
ラスプライン７ｃはそれぞれのサーキユラスプライン７
ｍ。
７ｂとかみ合うフレクスプライン、７ｄはウェーブジェ
ネレータで、Ｒ／軸人カシャフト３とベベルギヤを介し
【連結された入力伝達シャツ）ｊａＫとりつけられてい
る。
ネレータで、Ｒ／軸人カシャフト３とベベルギヤを介し
【連結された入力伝達シャツ）ｊａＫとりつけられてい
る。
本手首機構での例とじ【、減速機構（ハーモニックドラ
イブ）の、それぞれのサーキユラスプラインの歯数な、
アームに近い方から固定サーキュラスプラインＡｂ（歯
数：ｎ）、可動サーキュラスプラインＡｍ（歯数：ｎ＋
α）、固定サーキュラスプラインクｂ（歯数：ｎ＋α）
、可動サーキユラスプライン７ｍ（歯数：ｎ）とすると
Ｒａ軸駆動−α 用減速機６における減速比は、 ４．Ｒ１軸駆動用減
速機７における減速比は、”／（４＋ａ）となる。
イブ）の、それぞれのサーキユラスプラインの歯数な、
アームに近い方から固定サーキュラスプラインＡｂ（歯
数：ｎ）、可動サーキュラスプラインＡｍ（歯数：ｎ＋
α）、固定サーキュラスプラインクｂ（歯数：ｎ＋α）
、可動サーキユラスプライン７ｍ（歯数：ｎ）とすると
Ｒａ軸駆動−α 用減速機６における減速比は、 ４．Ｒ１軸駆動用減
速機７における減速比は、”／（４＋ａ）となる。
また、第１図の如く、Ｒコ軸用の可動サーキユラスプラ
イン６ａと、Ｒ／軸用の（支）定サーキュラスプライン
７ｂは連結されている為、可動サーキユラスプライン７
ａは可動サーキユラスプライン６ａの入力により、ｎ／
の−転が生じる。
イン６ａと、Ｒ／軸用の（支）定サーキュラスプライン
７ｂは連結されている為、可動サーキユラスプライン７
ａは可動サーキユラスプライン６ａの入力により、ｎ／
の−転が生じる。
（ｎ＋α）
一方、Ｒ／軸は、Ｒ／軸低速ベベルギヤを介して回転す
る為、Ｒ−軸の回転により、Ｒ／軸は、（ｎ／（ｎ＋α
））−７の回転が生じることＫなる。
る為、Ｒ−軸の回転により、Ｒ／軸は、（ｎ／（ｎ＋α
））−７の回転が生じることＫなる。
ハーモニックドライブに於いては、ｎ〉αである為、Ｒ
ａ軸の回転により、Ｒ／軸は、殆んど回転しないことＫ
なる。
ａ軸の回転により、Ｒ／軸は、殆んど回転しないことＫ
なる。
さらに、Ｒａ軸と、Ｒａ軸；Ｒ１軸については、Ｒａ軸
及びＲ／軸が、減速前である為、前記同様Ｒａ軸の回転
によりＲａ軸、Ｒ／軸は殆んど回転しない。
及びＲ／軸が、減速前である為、前記同様Ｒａ軸の回転
によりＲａ軸、Ｒ／軸は殆んど回転しない。
上記のことは、出力軸速度の点で大変有利である。すな
わち、任意の手首動作に対し全軸（Ｒ／軸、Ｒａ軸、Ｒ
ａ軸）ともに、独立した動作速度をとれるということで
ある。
わち、任意の手首動作に対し全軸（Ｒ／軸、Ｒａ軸、Ｒ
ａ軸）ともに、独立した動作速度をとれるということで
ある。
Ｒａ軸をアームセンターラインとし、Ｒコ軸入カシャフ
）Ｊ、Ｒ／軸人カシャフト３は、それぞれ外周を軸受ｌ
コ、／３りより回転自在に支承され、同心円筒状を形成
する。なお、減速機構におけるＲａ軸、Ｒ／軸も同心構
成である。
）Ｊ、Ｒ／軸人カシャフト３は、それぞれ外周を軸受ｌ
コ、／３りより回転自在に支承され、同心円筒状を形成
する。なお、減速機構におけるＲａ軸、Ｒ／軸も同心構
成である。
かくして本発明によれば、次の数多くの優れた効果が得
られ、当該分野に寄与するところ大きい。
られ、当該分野に寄与するところ大きい。
ア）減速機を手首内に配備することで、減速後の伝達系
が極度に少なくなる。従って出力軸の精度向上が計れる
。
が極度に少なくなる。従って出力軸の精度向上が計れる
。
イ）ア）に関連して、減速後の伝達系が少ないため、微
細なガタ除去、パックラッシェ調整の必要性が非常に少
なくなる。そこで、量産機としての生産性がアップする
。
細なガタ除去、パックラッシェ調整の必要性が非常に少
なくなる。そこで、量産機としての生産性がアップする
。
つ）手首３軸の各軸の補正が殆んどいらず、任意の手首
動作に対し、手首３軸ともに、独立した動作速度をとれ
る。
動作に対し、手首３軸ともに、独立した動作速度をとれ
る。
工）アームを通して手首部に至るＲ／軸、Ｒａ軸駆動系
は、減速前のパワー伝達であるため、伝達トルクが小さ
くてすむ。従りて伝達シャフトが細（なり、アームその
ものの大きさ、太さが小さくでき軽量化が可能となる。
は、減速前のパワー伝達であるため、伝達トルクが小さ
くてすむ。従りて伝達シャフトが細（なり、アームその
ものの大きさ、太さが小さくでき軽量化が可能となる。
オ）Ｒ／軸とＲａ軸がオフセットしているため、Ｒａ軸
とアームとの干渉がなくなる。従ってＲ／、Ｒａ、Ｒｊ
軸共に±／１０°の動作角度がとれる。
とアームとの干渉がなくなる。従ってＲ／、Ｒａ、Ｒｊ
軸共に±／１０°の動作角度がとれる。
力）占有空間が少ないので手首部が非常にコンパクトで
あるとともに、部品点数も少なくなり、ワークへの接近
性が向上する。
あるとともに、部品点数も少なくなり、ワークへの接近
性が向上する。
キ）外面形状が動作を円滑に行なえる構成である。
第１図は本発明の一実施例における要部を断面で表わし
た側面図、第ａ図、第３図は本発明に適用される減速機
の側断面図、そのｘ −ｘ’平断面図である。 ／・・・ＲＪ軸出力シャフト、コ・すＲコ軸入力シャフ
ト、３・・・Ｒ／軸人カシャフト、３ａ・・・入力伝達
シャフト、ダ・・・ＲＪ軸用高速ベベルギヤ、！・・・
Ｒ１軸用高速ベベルギヤ、６・・・ＲＪ軸駆動用減速機
、６ａ・・・可動サーキユラスプライン、Ａｂ・・・固
定サーキユラスプライン、＆ｅ・・・フレクスプライン
、６ｄ・・・ウェーブジェネレータ、７・・・Ｒ１軸駆
動用減速機、７ａ・・・可動サーキユラスプライン、７
ｂ・・・固定サーキユラスプライン、りＣ・・・フレク
スプライン、７ｄ・・・ウェーブジェネレータ、ｔ・・
・Ｒ／軸用低速ベベルギヤ、９・・・ハウジング、ＩＯ
・・・アーム、／／、／Ｊ、／Ｊ、ｔｌｌ＊、／ｌｌｂ
、／ｊａ、／＆ｂ。 ／ｊ ｅ 、 ／Ａ ｍ 、 ／Ａ ｂ・・・軸受、１
７・・・加工具把持部。
た側面図、第ａ図、第３図は本発明に適用される減速機
の側断面図、そのｘ −ｘ’平断面図である。 ／・・・ＲＪ軸出力シャフト、コ・すＲコ軸入力シャフ
ト、３・・・Ｒ／軸人カシャフト、３ａ・・・入力伝達
シャフト、ダ・・・ＲＪ軸用高速ベベルギヤ、！・・・
Ｒ１軸用高速ベベルギヤ、６・・・ＲＪ軸駆動用減速機
、６ａ・・・可動サーキユラスプライン、Ａｂ・・・固
定サーキユラスプライン、＆ｅ・・・フレクスプライン
、６ｄ・・・ウェーブジェネレータ、７・・・Ｒ１軸駆
動用減速機、７ａ・・・可動サーキユラスプライン、７
ｂ・・・固定サーキユラスプライン、りＣ・・・フレク
スプライン、７ｄ・・・ウェーブジェネレータ、ｔ・・
・Ｒ／軸用低速ベベルギヤ、９・・・ハウジング、ＩＯ
・・・アーム、／／、／Ｊ、／Ｊ、ｔｌｌ＊、／ｌｌｂ
、／ｊａ、／＆ｂ。 ／ｊ ｅ 、 ／Ａ ｍ 、 ／Ａ ｂ・・・軸受、１
７・・・加工具把持部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １１、アームに支持されアーム軸を中心として回転自在
に支承された手首全体を回転させるＲ３軸と、Ｒ３軸に
支持されＲ３軸に直角な軸を中心として回転自在に支承
された手首先端部を傾動させるＲ２軸と、Ｒ２軸に支持
されＲ２軸に直角な軸を中心として回軸自在に支承され
た手首先端部の加工具把持部を回転させるＲ１軸を設け
、 前記Ｒ１軸およびＲ２軸は、同一中心軸に重ね合わせて
配置された減速機にて手首内において減速させ、前記Ｒ
３軸は、手首外においてあらかじめ減速させるようにし
たことを特徴とする産業用ロボットの手首機構。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27040284A JPS61146490A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 産業用ロボツトの手首機構 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27040284A JPS61146490A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 産業用ロボツトの手首機構 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61146490A true JPS61146490A (ja) | 1986-07-04 |
| JPH0116637B2 JPH0116637B2 (ja) | 1989-03-27 |
Family
ID=17485758
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27040284A Granted JPS61146490A (ja) | 1984-12-21 | 1984-12-21 | 産業用ロボツトの手首機構 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61146490A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108953503A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-07 | 新光减速机股份有限公司 | 旋转减速传递装置 |
| US11060597B2 (en) | 2019-03-14 | 2021-07-13 | Skg Inc. | Rotation deceleration transmission apparatus |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151692U (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-11 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボツトの手首機構 |
-
1984
- 1984-12-21 JP JP27040284A patent/JPS61146490A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59151692U (ja) * | 1983-03-26 | 1984-10-11 | 株式会社安川電機 | 産業用ロボツトの手首機構 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108953503A (zh) * | 2017-05-22 | 2018-12-07 | 新光减速机股份有限公司 | 旋转减速传递装置 |
| CN108953503B (zh) * | 2017-05-22 | 2023-02-24 | 新光减速机股份有限公司 | 旋转减速传递装置 |
| US11060597B2 (en) | 2019-03-14 | 2021-07-13 | Skg Inc. | Rotation deceleration transmission apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0116637B2 (ja) | 1989-03-27 |
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